(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モル％表示にて、
Ｂ2Ｏ3を５〜４５％、
Ｌｉ2Ｏを０〜３％、
ＺｎＯを１０〜４０％、
Ｌａ2Ｏ3を５〜３０％、
Ｇｄ2Ｏ3を０〜２０％、及び
ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3およびＢｉ2Ｏ3の少なくとも一種を含み、
ＴｉＯ2の含有量が０〜２．３３％であり、
カチオン％表示によるＴｉ、Ｎｂ、ＷおよびＢｉの合計含有量Ｘが３．５〜９％、アッベ数νｄおよび屈折率ｎｄが図１の点Ａ（４０，１．８５）、Ｂ（３９，１．９１）、Ｃ（３３，１．９３）、Ｄ（３４，１．８７）、Ａ（４０，１．８５）を順に直線で結んだときに囲まれる範囲（ただし、直線ＡＢ、ＢＣ、ＣＤ、ＤＡ上を含み、点Ａを含まず、下記（２）式を満たす）に含まれ、ガラス転移温度Ｔｇが下記（１）式を満たすことを特徴とする光学ガラス。
Ｔｇ［℃］≦６５５℃−５×Ｘ                     ・・・（１）
ｎｄ≧２．０００−０．００３３×νｄ             ・・・（２）
【請求項２】
ＺｒＯ2を０〜１０モル％、及び
Ｔａ2Ｏ5を０〜１５モル％
さらに含む請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項３】
モル％表示で、
Ｎａ2ＯとＫ2Ｏを合計で０％以上０．５％未満、
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯを合計で０〜１０％、
Ｙ2Ｏ3を０〜１０％、
Ｙｂ2Ｏ3を０〜１０％、及び
Ａｌ2Ｏ3を０〜１０％、
さらに含む請求項１または２に記載の光学ガラス。
【請求項４】
ＳｉＯ2を任意成分として含み、かつＳｉＯ2の含有量が、Ｂ2Ｏ3の含有量の０〜０．５５倍である請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項５】
モル％表示にて、
Ｂ2Ｏ3を５〜４５％、
ＳｉＯ2を０〜６％（ただし、６％を含まず。）、
Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏを合計で０〜３％、
ＺｎＯを１０〜４０％、
Ｌａ2Ｏ3を５〜３０％、
Ｇｄ2Ｏ3を０〜２０％、
ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3およびＢｉ2Ｏ3を合計で１２．５〜２５％含むとともに、
Ｚｒ4+、Ｔａ5+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｗ6+およびＢｉ3+の合計含有量に対するＴｉ4+の含有量のカチオン比が０．１５以下、
カチオン％表示によるＴｉ、Ｎｂ、ＷおよびＢｉの合計含有量Ｘが３．５〜１０％であり、
１０7.2ｄＰａ・ｓの粘度を示す温度Ｔｐが７０６℃以下であり、屈折率ｎｄおよびアッベ数νｄが下記（I）式〜（IV）式のすべてを満たすことを特徴とする光学ガラス。
３４．０≦νｄ＜４０                        ・・・（I）
ｎｄ≧１．８７                              ・・・（II）
ｎｄ≧２．２３５−０．０１×νｄ            ・・・（III）
ｎｄ≦２．２８−０．０１×νｄ              ・・・（IV）
【請求項６】
Ｇｄ2Ｏ3を１〜２０モル％さらに含む請求項５に記載の光学ガラス。
【請求項７】
モル％表示にて、
ＺｒＯ2を１０モル％以下、
Ｔａ2Ｏ5を１５モル％以下、
ＴｉＯ2を１０％以下、
Ｎｂ2Ｏ5を８％以下、
ＷＯ3を２０％以下、及び
Ｂｉ2Ｏ3を１０％以下さらに含む 請求項５または６に記載の光学ガラス。
【請求項８】
モル％表示で、
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯを合計で０〜１０％、
Ｙ2Ｏ3を０〜１０％、
Ｙｂ2Ｏ3を０〜１０％、及び
Ａｌ2Ｏ3を０〜１０％、
さらに含む 請求項５〜７のいずれかに記載の光学ガラス。
【請求項９】
任意成分としてＹ2Ｏ3を０〜１０モル％含むとともに、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3およびＹ2Ｏ3の合計含有量（Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｙ2Ｏ3）に対するＬａ2Ｏ3の含有量の割合（Ｌａ2Ｏ3／（Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｙ2Ｏ3））が０．６６を超える、請求項１〜８のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項１０】
モル％表示にて、
ＴｉＯ2を１０％以下、Ｎｂ2Ｏ5を８％以下、ＷＯ3を２０％以下、及びＢｉ2Ｏ3を１０％以下さらに含む請求項１〜９のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項１１】
Ｔａ2Ｏ5を１〜１５モル％さらに含む請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項１２】
液相温度が１２００℃以下である請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項１３】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォーム。
【請求項１４】
ガラス原料を熔融し、得られた熔融ガラスを流出して熔融ガラス塊を分離し、該熔融ガラス塊を冷却過程で成形する精密プレス成形用プリフォームの製造方法において、
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の光学ガラスからなるプリフォームを成形することを特徴とする精密プレス成形用プリフォームの製造方法。
【請求項１５】
ガラス原料を熔融し、得られた熔融ガラスを成形してガラス成形体を作製し、該成形体を加工して請求項１〜１２のいずれか１項に記載の光学ガラスからなるプリフォームを作製する精密プレス成形用プリフォームの製造方法。
【請求項１６】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の光学ガラスからなる光学素子。
【請求項１７】
請求項１６に記載の精密プレス成形用プリフォームを精密プレス成形してなる光学素子。
【請求項１８】
請求項１３に記載のプリフォーム、または請求項１４または１５に記載の方法により作製したプリフォームを、プレス成形型を用いて精密プレス成形する光学素子の製造方法。
【請求項１９】
請求項１６に記載のプリフォーム、または請求項１４または１５に記載の方法により作製したプリフォームを、同一のプレス成形型を用いて精密プレス成形する工程を繰り返し、光学素子を量産する光学素子の製造方法。
【請求項２０】
プリフォームをプレス成形型に導入し、前記プリフォームとプレス成形型を一緒に加熱して精密プレス成形する請求項１８または１９に記載の光学素子の製造方法。
【請求項２１】
加熱したプリフォームを予熱したプレス成形型に導入し、精密プレス成形する請求項１８または１９に記載の光学素子の製造方法。
【請求項２２】
請求項１６または１７に記載の光学素子を備える撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２００８年５月３０日出願の日本特願２００８−１４３５６６号および２００９年３月２５日出願の日本特願２００９−７４７２９号の優先権を主張し、それらの全記載は、ここに特に開示として援用される。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、屈折率が高く、優れた精密プレス成形性を備える光学ガラス、および前記ガラスからなる精密プレス成形用プリフォームおよび光学素子、ならびにそれらの製造方法に関する。【０００３】
背景技術
カメラレンズなどに代表される撮像光学系における色収差補正は、高分散レンズと低分散レンズを組合せることによって行われる。近年では高分散レンズ、低分散レンズとも、収差補正の可能な範囲で、より屈折率の高い光学ガラスを用いることにより、一層の高機能化、コンパクト化を実現させようとする傾向がある。【０００４】
レンズを構成するガラスの光学特性に加え、レンズ光学機能面を非球面化することで光学系の一層の高機能化、コンパクト化を実現することができる。こうしたレンズの量産には、精密プレス成形法が適している。【０００５】
精密プレス成形法の生産性を高めるには、まずガラス素材あるいは精密プレス用プリフォームの生産性が確保されるための一定の成形性を有する必要がある。すなわち結晶が析出しない温度における一定量のガラスの粘度、あるいは成形可能なガラスの粘度を持つ温度における一定の対失透性が必要となる。【０００６】
その上で、精密プレス成形における生産性も高める必要がある。精密プレス成形法では、ＳｉＣや超硬材料など耐熱性、高剛性を有する高価な型材料を使い、成形面を光学素子の光学機能面の形状を反転した形状に精密に加工した成形型を使用するため、成形型の寿命が生産コスト、量産性に大きく影響する。そのため、ガラス転移温度や屈伏点が低いガラスを用いて、プレス成形時の温度を低下し、成形型の熱的劣化を防止する工夫がなされる。【０００７】
特許文献１、２には、精密プレス成形用途を目的とした低分散ガラスが提案されている。
［特許文献１］特開２００６−０１６２９３号公報
［特許文献２］特開２００６−０１６２９５号公報
上記特許文献１及び２、並びに上記特許文献１及び２のファミリーであるＵＳ２００５−０２７２５８９Ａ１及びＵＳ２００８−０２２０９６１の全記載は、ここに特に開示として援用される。【０００８】
発明が解決しようとする課題
ところで、特許文献１、２とも、具体的に開示しているガラスは、すべてアッベ数νｄが４０以上の高屈折率低分散ガラスである。
これらのガラスでは、組成において高屈折率かつ低分散を与えるＬａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3などの希土類成分を多量に含有し、一方でＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3などの高屈折率付与成分でありながら低分散性を損なう成分の含有量をなるべく少量に抑えることにより高屈折率と低分散性を両立させている。ところが希土類成分を多量に含むガラスは、屈折率を高めようとして希土類の含有率を高めるほどガラスの熱的安定性が低下し、さらにガラス転移温度を低下させるためにアルカリ成分やアルカリ土類成分を多く含有させようとすると、さらに結晶化傾向が高まるという特徴がある。【０００９】
こうしたガラスにおいて、精密プレス成形時の成形型の熱劣化を防止するためにガラス転移温度を低下させると、ガラスの熱的安定性が低下したり、液相温度が上昇したり、液相温度における粘度が低下するなどして、ガラス融液の成形が難しくなる。その結果、ガラス素材あるいは精密プレス成形用プリフォームの生産性が著しく低下してしまう。ガラスの熔融からレンズの製造までの一連のプロセスで、ガラス素材あるいは精密プレス成形用プリフォームの生産性が低下すると、プロセス全体の生産性も低下することになる。【００１０】
こうした不具合を解消するためには、ガラスの低温軟化性と熱的安定性に配慮しつつ、屈折率を高めることが有効である。具体的な方策としては、Ｂ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3系組成をベースとし、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3などのガラスの安定化をもたらす高屈折率付与成分を導入、増量することが考えられる。【００１１】
この際、必ずしも低分散ガラスのアッベ数νｄを４０以上に制限するのではなく、組み合わせる高分散レンズとの光学特性から実現される収差補正の度合いを勘案し、可能な範囲でアッベ数を減少させ、その分だけ屈折率を高めたりガラスの成形性を改善したりすることによって、光学ガラスの生産性を損なうことなく、光学機器の一層の高機能化、コンパクト化を実現できる。
しかし、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3を増量したガラスは、上記に述べたとおりに低分散性を悪化させることに加え、精密プレス成形性にも問題を及ぼす。【００１２】
例えば、型の熱的劣化が進みにくい温度において充分にプレス成形できるほどに粘性を低下させているにもかかわらず、精密プレス成形によりレンズ表面に種々の欠陥が生じ、光学性能が損なわれるという問題が生じる。【００１３】
したがって、これらのガラスを精密プレス成形すると、同一の成形型を使用してプレス成形回数を重ねるにつれてガラスと成形型の融着がおきたり、ガラス表面で発泡が生じたり、加熱したプリフォームをプレス成形型に導入する際に使用する治具とプリフォームとが融着するなどの問題がおこる。その結果、同一成形型あたりの成形歩留まりの低減や、また型の交換などによる生産の一時的な停止によって、生産性の悪化が生じやすくなる。最悪の場合、ガラスと成形型との融着により、成形型やプレス機が破損するといった重大な問題が生じる可能性もある。【００１４】
高機能化、コンパクト化の鍵を握る高屈折率低分散ガラス製のレンズは大きな需要が見込まれており、こうした問題を解決し、量産性を高めることが強く求められている。【００１５】
本発明はこうした問題を解決することを目的とし、精密プレス成形に好適であって、成形性に優れた光学ガラス、および前記光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォームと光学素子を提供すること、ならびに前記精密プレス成形用プリフォームと光学素子の製造方法を提供することを第一の目的とする。さらに上記光学素子を搭載する撮像装置を提供することを第二の目的とする。【００１６】
課題を解決するための手段
本発明における課題を解決するための手段は、以下のとおりである。
［１］
モル％表示にて、
Ｂ2Ｏ3を５〜４５％、
Ｌｉ2Ｏを０〜３％、
ＺｎＯを１０〜４０％、
Ｌａ2Ｏ3を５〜３０％、
Ｇｄ2Ｏ3を０〜２０％、及び
ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3およびＢｉ2Ｏ3の少なくとも一種を含み、
カチオン％表示によるＴｉ、Ｎｂ、ＷおよびＢｉの合計含有量Ｘが３〜２５％、アッベ数νｄおよび屈折率ｎｄが図１の点Ａ（４０，１．８５）、Ｂ（３９，１．９１）、Ｃ（３３，１．９３）、Ｄ（３４，１．８７）、Ａ（４０，１．８５）を順に直線で結んだときに囲まれる範囲（ただし、直線ＡＢ、ＢＣ、ＣＤ、ＤＡ上を含み、点Ａを含まず）に含まれ、ガラス転移温度Ｔｇが下記（１）式を満たすことを特徴とする光学ガラス。
Ｔｇ［℃］≦６５５℃−５×Ｘ              ・・・（１）
［２］
ＺｒＯ2を０〜１０モル％、及び
Ｔａ2Ｏ5を０〜１５モル％
さらに含む［１］に記載の光学ガラス。
［３］
モル％表示で、
Ｎａ2ＯとＫ2Ｏを合計で０％以上０．５％未満、
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯを合計で０〜１０％、
Ｙ2Ｏ3を０〜１０％、
Ｙｂ2Ｏ3を０〜１０％、及び
Ａｌ2Ｏ3０〜１０％、
さらに含む［１］または［２］に記載の光学ガラス。
［４］
ＳｉＯ2を任意成分として含み、かつＳｉＯ2の含有量は、Ｂ2Ｏ3の含有量の０〜０．５５倍である［１］〜［３］のいずれかに記載の光学ガラス。
[５]
モル％表示にて、
Ｂ2Ｏ3を５〜４５％、
ＳｉＯ2を０〜６％（ただし、６％を含まず。）、
Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏを合計で０〜３％、
ＺｎＯを１０〜４０％、
Ｌａ2Ｏ3を５〜３０％、
Ｇｄ2Ｏ3を０〜２０％、
ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3およびＢｉ2Ｏ3を合計で１２．５〜２０％含むとともに、
Ｚｒ4+、Ｔａ5+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｗ6+およびＢｉ3+の合計含有量に対するＴｉ4+の含有量のカチオン比が０．３０以下であり、
１０7.2ｄＰａ・ｓの粘度を示す温度Ｔｐが７０６℃以下であり、屈折率ｎｄおよびアッベ数νｄが下記（I）式〜（IV）式のすべてを満たすことを特徴とする光学ガラス。
３４．０≦νｄ＜４０                  ・・・（I）
ｎｄ≧１．８７                        ・・・（II）
ｎｄ≧２．２３−０．０１×νｄ        ・・・（III）
ｎｄ≦２．２８−０．０１×νｄ        ・・・（IV）
[６] 
Ｇｄ2Ｏ3を１〜２０モル％さらに含む［５］に記載の光学ガラス。
[７]
モル％表示にて、
ＺｒＯ2を１０モル％以下、
Ｔａ2Ｏ5を１５モル％以下、
ＴｉＯ2を１０％以下、
Ｎｂ2Ｏ5を８％以下、
ＷＯ3を２０％以下、及び
Ｂｉ2Ｏ3を１０％以下さらに含む [５]または［６］に記載の光学ガラス。
[８]
モル％表示で、
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯを合計で０〜１０％、
Ｙ2Ｏ3を０〜１０％、
Ｙｂ2Ｏ3を０〜１０％、及び
Ａｌ2Ｏ3を０〜１０％、
さらに含む [５]〜[７]のいずれかに記載の光学ガラス。
［９］
任意成分としてＹ2Ｏ3を０〜１０モル％含むとともに、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3およびＹ2Ｏ3の合計含有量（Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｙ2Ｏ3）に対するＬａ2Ｏ3の含有量の割合（Ｌａ2Ｏ3／（Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｙ2Ｏ3））が０．６６を超えることを特徴とする［１］〜［８］のいずれかに記載の光学ガラス。
［１０］
モル％表示にて、
ＴｉＯ2を１０％以下、Ｎｂ2Ｏ5を８％以下、ＷＯ3を２０％以下、Ｂｉ2Ｏ3を１０％以下含む［１］〜［９］のいずれかに記載の光学ガラス。
［１１］
Ｔａ2Ｏ5を１〜１５モル％含む［１］〜［１０］のいずれか１項に記載の光学ガラス。
［１２］
液相温度が１２００℃以下である［１］〜［１１］のいずれかに記載の光学ガラス。
［１３］
［１］〜［８］のいずれか１項に記載の光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォーム。
［１４］
ガラス原料を熔融し、得られた熔融ガラスを流出して熔融ガラス塊を分離し、該熔融ガラス塊を冷却過程で成形する精密プレス成形用プリフォームの製造方法において、
［１］〜［１２］のいずれかに記載の光学ガラスからなるプリフォームを成形することを特徴とする精密プレス成形用プリフォームの製造方法。
［１５］
ガラス原料を熔融し、得られた熔融ガラスを成形してガラス成形体を作製し、該成形体を加工して［１］〜［１２］のいずれかに記載の光学ガラスからなるプリフォームを作製する精密プレス成形用プリフォームの製造方法。
［１６］
［１］〜［１２］のいずれかに記載の光学ガラスからなる光学素子。
［１７］
［１６］に記載の精密プレス成形用プリフォームを精密プレス成形してなる光学素子。
［１８］
［１３］に記載のプリフォーム、または［１４］または［１５］に記載の方法により作製したプリフォームを、プレス成形型を用いて精密プレス成形する光学素子の製造方法。
［１９］
［１６］に記載のプリフォーム、または［１４］または［１５］に記載の方法により作製したプリフォームを、同一のプレス成形型を用いて精密プレス成形する工程を繰り返し、光学素子を量産する光学素子の製造方法。
［２０］
プリフォームをプレス成形型に導入し、前記プリフォームとプレス成形型を一緒に加熱して精密プレス成形する［１８］または［１９］に記載の光学素子の製造方法。
［２１］
加熱したプリフォームを予熱したプレス成形型に導入し、精密プレス成形する［１８］または［１９］に記載の光学素子の製造方法。
［２２］
［１６］または［１７］に記載の光学素子を備える撮像装置。
である。【００１７】
発明の効果
本発明によれば、精密プレス成形に好適であって、成形性に優れた光学ガラス、および前記光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォームと光学素子を提供すること、ならびに前記精密プレス成形用プリフォームと光学素子の製造方法、前記光学素子を備える撮像装置を提供することができる。【００１８】
発明を実施するための形態
本発明の光学ガラスは、２つの態様からなる。第１の態様を光学ガラスI、第２の態様を光学ガラスIIという。【００１９】
［光学ガラスI］
本発明の光学ガラスIは、Ｂ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3系組成をベースとし、屈折率ｎｄが１．８５を超え、アッベ数νｄが４０未満の光学ガラスである。こうした光学特性を有するガラスの精密プレス成形性を低下させる要因は、ガラス中に相当量導入されたＴｉイオン、Ｎｂイオン、Ｗイオン、Ｂｉイオンが高温下でプレス成形型の成形面との反応することにあると本発明者は考えた。Ｔｉイオン、Ｎｂイオン、Ｗイオン、Ｂｉイオンはプレス成形時の高温下で価数変化を起こしやすく、その結果、成形面との間で酸化還元反応をおこしやすいと考えられる。多量のＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3を含むガラスでも、この反応を抑制することができれば、精密プレス成形性の改善は可能と本発明者は考える。【００２０】
そこで、本発明者は、種々の結果の結果、次の4つの要素を考慮してガラスの組成、特性を定めることで、精密プレス成形性を改善することができることを見出して本発明の第１の態様を完成させた。【００２１】
第１の要素は、温度に関する要素である。上記反応は温度上昇に伴い促進される。したがって、ガラスに、低温でプレス成形可能な熱的特性を付与することが重要である。従来、ガラスの低温軟化性の指標であるガラス転移温度は、成形型の熱的劣化を抑制する観点から定められていた。しかし、Ｔｉイオン、Ｎｂイオン、Ｗイオン、Ｂｉイオンと成形面の反応を抑制するには、ガラス転移温度を、成形型の熱的劣化が進みにくい程度に低下させるだけでは不十分であり、これらイオンと成形面との酸化還元反応を抑制する観点からガラス転移温度を決定することが重要であることが分かった。Ｔｉ、Ｎｂ、Ｗ、Ｂｉの合計含有量が多ければ、反応抑制の観点からガラス転移温度をより低くし、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｗ、Ｂｉの合計含有量が少なければ、ガラス転移温度に関する制限を緩和することで、上記カチオンと成形面との反応を抑制できる。つまり、上記カチオン成分の合計含有量に応じて、ガラス転移温度の上限を決めることが課題解決のための1つの手段である。【００２２】
第２の要素は、ガラスネットワーク形成成分に関するものである。ガラスネットワーク形成成分のうち、Ｂ2Ｏ3は３配位と４配位の構造をとる。ホウ酸希土類結晶中では４配位のＢＯ4構造が希土類イオンに配位し、イオンの酸化数を維持していると考えられるが、この４配位のＢＯ4構造に含まれる酸素原子は、他のイオンを酸化する力が強い。一方で、ＳｉＯ2はガラス中では主にＳｉＯ4四面体として存在するが、Ｓｉに配位する酸素はＳｉと強く結合しているため、これらの酸素は他のイオンを酸化する力が比較的弱い。そのため、Ｔｉイオン、Ｎｂイオン、Ｗイオン、Ｂｉイオンを酸化側に保つ働きは、ＳｉＯ2よりＢ2Ｏ3のほうが強いと考えられる。【００２３】
これまでＳｉＯ2は、熱的安定性を高め、ガラス融液の成形性を改善するためにＢ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3系組成をベースとするガラスには積極的に導入されてきた。しかし、Ｔｉイオン、Ｎｂイオン、Ｗイオン、Ｂｉイオンを酸化側に保ち、プレス成形型の成形面とガラスの反応を抑える上から、ＳｉＯ2を含有する場合は、Ｂ2Ｏ3の含有量を基準にしてＳｉＯ2の含有量を制限することが望ましい。また、上記観点からＳｉＯ2を含有しないこともでき、その意味で、ＳｉＯ2は任意成分である。【００２４】
第３の要素は、ガラスの熱的安定性に関するものである。ＳｉＯ2はガラスの熱的安定性を改善し、ガラス融液の成形性を良化する働きがあるが、ガラス転移温度を上昇させる成分でもある。これとは反対に、アルカリ成分はガラス転移温度を低下させるが、ガラスの熱的安定性を低下させる成分である。したがって、第２の要素に基づき、ＳｉＯ2を任意成分とし、好ましくはＳｉＯ2の含有量を制限するとともに、アルカリ成分の量も制限すれば、ガラス転移温度をさほど上昇させずに熱的安定性を維持することができる。アルカリ成分の中でも、Ｌｉ2Ｏは屈折率を維持しつつTg、Ｔpを低下させる作用が最も大きいので、Ｌｉ2Ｏの含有量を制限することが適当である。【００２５】
第４の要素は、アルカリ成分に大きく依存することなく、ガラス転移温度を低下させることである。第３の要素において、アルカリ成分の量を制限するが、それを補うためにガラス成分としてＺｎＯを導入する。
本発明の第1の態様では、これらの4つの要素を同時に満たすことにより、上記課題が解決される。【００２６】
こうした思想に基づき完成した光学ガラスIは、
モル％表示にて、
Ｂ2Ｏ3を５〜４５％、
Ｌｉ2Ｏを０〜３％、
ＺｎＯを１０〜４０％、
Ｌａ2Ｏ3を５〜３０％、
Ｇｄ2Ｏ3を０〜２０％、及び
ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3およびＢｉ2Ｏ3の少なくとも一種を含み、
カチオン％表示によるＴｉ、Ｎｂ、ＷおよびＢｉの合計含有量Ｘが３〜２５％、アッベ数νｄおよび屈折率ｎｄが図１の点Ａ（４０，１．８５）、Ｂ（３９，１．９１）、Ｃ（３３，１．９３）、Ｄ（３４，１．８７）、Ａ（４０，１．８５）を順に直線で結んだときに囲まれる範囲（ただし、直線ＡＢ、ＢＣ、ＣＤ、ＤＡ上を含み、点Ａを含まず）に含まれ、ガラス転移温度Ｔｇが下記（１）式を満たすことを特徴とするものである。
Ｔｇ［℃］≦６５５℃−５×Ｘ              ・・・（１）【００２７】
以下、上記ガラスについて詳説するが、酸化物として表示する成分の含有量、合計含有量はモル％表示とし、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｗ、Ｂｉと表示した場合のＴｉ、Ｎｂ、Ｗ、Ｂｉの各含有量および合計含有量はカチオン％表示とする。【００２８】
Ｂ2Ｏ3は、ガラスネットワーク形成成分であり、本発明において必須成分である。その含有量が５％未満では、ガラスの熱的安定性が低下し、液相温度が上昇して、ガラス融液を成形する際、粘性が低すぎて成形が困難になる。一方、その含有量が４５％を越えると所望の屈折率、アッベ数を維持することが困難になる。したがって、Ｂ2Ｏ3の含有量を５〜４５％とする。Ｂ2Ｏ3の含有量の好ましい下限は１０％、より好ましい下限は１５％、さらに好ましい下限は２０％、一層好ましい下限は２５％であり、好ましい上限は４０％である。【００２９】
ＳｉＯ2は、任意成分であり、ガラスの熱的安定性を高める働きをするが、ガラス転移温度を高めるとともに、前述のようにＴｉ、Ｎｂ、Ｗ、Ｂｉとの結びつきが弱く、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｗ、Ｂｉと成形型との反応を抑制する効果が弱い。これに対し、Ｂ2Ｏ3は前記反応を抑制する働きをする。上記観点から光学ガラスIにおいて、ＳｉＯ2は必須成分ではなく、任意成分であり、ＳｉＯ2を含有する場合は、Ｂ2Ｏ3の含有量を基準にしてＳｉＯ2の含有量を制限することが好ましい。具体的には、ネットワーク形成成分であるＳｉＯ2とＢ2Ｏ3の上記反応への影響の違いに着目すると、ＳｉＯ2の含有量の上限をＢ2Ｏ3の含有量との関係で定めることが好ましい。すなわち、前記反応抑制効果を改善し、精密プレス成形による光学素子の量産性を高める上から、ＳｉＯ2の含有量はＢ2Ｏ3の含有量の０〜０．５５倍であることが好ましい。ＳｉＯ2の含有量のより好ましい範囲はＢ2Ｏ3の含有量の０〜０．４９倍、さらに好ましい範囲はＢ2Ｏ3の含有量の０〜０．４８倍、一層好ましい範囲はＢ2Ｏ3の含有量の０〜０．４０倍、より一層好ましい範囲はＢ2Ｏ3の含有量の０〜０．３倍であるが、さらに、Ｂ2Ｏ3の含有量の０〜０．２５倍の範囲、Ｂ2Ｏ3の含有量の０〜０．２０倍の範囲、Ｂ2Ｏ3の含有量の０〜０．１５倍の範囲、Ｂ2Ｏ3の含有量の０〜０．１０倍、Ｂ2Ｏ3の含有量の０〜０．０８倍、Ｂ2Ｏ3の含有量の０〜０．０６倍の範囲の順に、上限が小さくなるにつれて、より好ましい範囲となる。ＳｉＯ2は含有させなくてもよい。ＳｉＯ2の含有量とＢ2Ｏ3の含有量の比に関する上記好ましい範囲の各々において、ＳｉＯ2の含有量を単独で規定すると、０〜６％の範囲が好ましく、０〜５．５％の範囲がより好ましく、０〜５％の範囲がさらに好ましく、０〜４％の範囲が一層好ましく、０〜３．５％の範囲がより一層好ましく、０〜３％の範囲がなお一層好ましい。上記のようにＳｉＯ2の含有量を定めることにより、ガラス転移温度を低下させるとともに、ガラスと成形型との反応抑制効果を高めることができる。【００３０】
Ｌｉ2Ｏは、ガラスの熔融性を改善し、アルカリ金属成分中、高屈折率を維持しつつ、ガラス転移温度を低下させる働きの強い成分である。しかし、その含有量が３％を超えると、熱的安定性が低下するとともに、所望の光学特性を得ることが難しくなる。また、化学的耐久性が低下するとともに、熔融、成形時に揮発が増大し、脈理が発生したり、光学特性、特に屈折率の変動が大きくなる。そのため、Ｌｉ2Ｏの含有量を０〜３％とする。Ｌｉ2Ｏの含有量の好ましい範囲は２％未満、より好ましい範囲は１．５％未満、さらに好ましい範囲は１％未満、一層好ましい範囲は０．５％未満である。Ｌｉ2Ｏは含有させなくてもよい。【００３１】
ＺｎＯは、ガラスの熔融性を改善し、ガラス転移温度を低下させる働きのある必須成分である。Ｌｉ2Ｏの含有量が上記のように制限されているので、ガラス転移温度を低下させる作用のあるＺｎＯは重要な役割を果たす。その含有量が１０％未満では前記効果を得ることが難しく、４０％を超えると熱的安定性が低下するとともに、所望の光学特性を得ることが難しくなる。したがって、ＺｎＯの含有量を１０〜４０％とする。ＺｎＯの含有量の好ましい下限は１５％、より好ましい下限は１７％、さらに好ましい下限は１８％、一層好ましい下限は２５％であり、好ましい上限は３５％である。【００３２】
Ｌａ2Ｏ3は、ガラスの熱的安定性を損なうことなく、また低分散を維持しつつ、屈折率を高める働きをする必須成分である。その含有量が５％未満では所望の光学特性を得ることが難しく、３０％を超えると熱的安定性が低下するとともに、ガラス転移温度が上昇する。したがって、Ｌａ2Ｏ3の含有量は５〜３０％とする。Ｌａ2Ｏ3の含有量の好ましい下限は７％、より好ましい下限は８％、さらに好ましい下限は９％、一層好ましい下限は１０％であり、好ましい上限は２８％、より好ましい上限は２５％、さらに好ましい上限は２３％、一層好ましい上限は２０％である。【００３３】
Ｇｄ2Ｏ3は、ガラスの熱的安定性を損なうことなく、また低分散を維持しつつ、屈折率を高める働きをする任意成分である。その含有量が２０％を超えると熱的安定性が低下するとともに、ガラス転移温度が上昇する。したがって、Ｇｄ2Ｏ3の含有量は０〜２０％とする。Ｇｄ2Ｏ3の含有量の好ましい下限は０．１％、より好ましい下限は０．５％、さらに好ましい下限は１％であり、好ましい上限は１８％、より好ましい上限は１５％、さらに好ましい上限は１２％、一層好ましい上限は１０％である。【００３４】
ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3は、屈折率を高める働きが大きい成分である。したがって、所望の光学特性を得る上から、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3およびＢｉ2Ｏ3の少なくとも一種を導入する。光学特性の調整に加え、成形型との反応性を調整する上から、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3の含有量については、カチオン％表示によるＴｉ、Ｎｂ、ＷおよびＢｉの合計含有量Ｘに基づき、導入量を規定する。Ｔｉ、Ｎｂ、ＷおよびＢｉの合計含有量Ｘをカチオン％で表示して規定するのは、前述のようにＴｉイオン、Ｎｂイオン、Ｗイオン、Ｂｉイオン(いずれもカチオンである)と成形面との反応の抑制に関するガラスの組成についての規定だからである。【００３５】
Ｔｉ、Ｎｂ、ＷおよびＢｉの合計含有量Ｘが３％未満であると所望の光学特性を得ること、特に熱的安定性を維持しつつ、屈折率ｎｄを１．８５超、アッベ数νｄを４０未満にすることが難しくなる。それに対して合計含有量Ｘが２５％を超えると他の成分量を調整しても、精密プレス成形時にガラスと成形型の反応によりガラスが成形型に強固に融着する頻度が増えて、精密プレス成形における量産性を高めることが困難になる。したがって、カチオン％表示によるＴｉ、Ｎｂ、ＷおよびＢｉの合計含有量Ｘを、３〜２５％とする。Ｔｉ、Ｎｂ、ＷおよびＢｉの合計含有量Ｘの好ましい下限は３．５％超、より好ましい下限は４％超、好ましい上限は２０％、より好ましい上限は１８％、さらに好ましい上限は１６％、一層好ましい上限１４％、より一層好ましい上限は１３％、さらに一層好ましい上限は１２％、なお一層好ましい上限は１１％、前記上限よりも更に好ましい上限は、順に１０．５％、１０％、９．５％、９％である。なお、前記Ｘの好ましい上限の各々と好ましい下限の各々の任意の組合せが可能である。【００３６】
ガラスの熱的安定性向上、ガラスの着色低減、防止、ガラス転移温度の低下などの観点から、Ｔｉ、Ｎｂ、ＷおよびＢｉの合計含有量Ｘを前記上限、下限の任意の組合わせ、一例として３．５％を超え１３％以下、とした上で、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3のそれぞれの含有量を以下の範囲にすることが好ましい。【００３７】
ＴｉＯ2の含有量は、熱的安定性の維持、着色の低減、防止の観点から１０％以下にすることが好ましく、８％以下にすることがより好ましく、６％以下にすることがさらに好ましく、４％以下にすることが一層好ましく、３％にすることがより一層好ましく、２％以下にすることがなお一層好ましい。なお、ＴｉＯ2の含有量をゼロにすることもできる。【００３８】
Ｎｂ2Ｏ5の含有量は、熱的安定性の維持、着色の低減、防止の観点から８％以下にすることが好ましく、７％以下にすることがより好ましく、５％以下にすることがさらに好ましく、３％以下にすることが一層好ましく、２％にすることがより一層好ましく、１％以下にすることがなお一層好ましく、Ｎｂ2Ｏ5を含有しないガラスがさらに一層好ましい。【００３９】
ＷＯ3の含有量は、熱的安定性の維持、着色の低減、防止の観点から２０％以下とすることが好ましい。ＷＯ3は適量導入することによりガラス転移温度を低下させる働きをする。したがって、ＷＯ3の含有量の好ましい下限は１％、より好ましい下限は３％、さらに好ましい下限は４％であり、好ましい上限は１８％、より好ましい上限は１６％、さらに好ましい上限は１４％、一層好ましい上限は１２％、より一層好ましい上限は１０％である。【００４０】
Ｂｉ2Ｏ3の含有量は、熱的安定性の維持、着色の低減、防止の観点から０〜１０％の範囲とすることが好ましく、０〜８％の範囲とすることが好ましく、０〜６％の範囲とすることがより好ましく、０〜４％の範囲とすることがさらに好ましく、０〜２％の範囲とすることが一層好ましく、０〜１％の範囲とすることがより一層好ましく、含有させないことが特に好ましい。【００４１】
光学ガラスIは、図１の点Ａ（４０，１．８５）、Ｂ（３９，１．９１）、Ｃ（３３，１．９３）、Ｄ（３４，１．８７）、Ａ（４０，１．８５）を順に直線で結んだときに囲まれる範囲（ただし、直線ＡＢ、ＢＣ、ＣＤ、ＤＡ上を含み、点Ａを含まず）に含まれるアッベ数νｄおよび屈折率ｎｄを有するものである。【００４２】
図１は、光学ガラスの屈折率ｎｄ、アッベ数νｄの分布を示す際、当該技術分野において一般に用いられている表示法である。縦軸が屈折率ｎｄ、横軸がアッベ数νｄであり、慣習に従い、横軸はアッベ数νｄが減少するにつれて右方に、増加するにつれて左方にいく。縦軸、横軸ともリニアに表示する。【００４３】
図１において、アッベ数νｄをｘ座標、屈折率ｎｄをｙ座標とする点を光学恒数プロットと呼ぶことにすると、光学ガラスIの光学恒数プロットは、点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ａにより囲まれる範囲内および点Ａ、Ｂを結ぶ直線上（ただし、点Ａ上を除く）、点Ｂ、Ｃを結ぶ直線上、点Ｃ、Ｄを結ぶ直線上、点Ｄ、Ａを結ぶ直線上（点Ａを除く）のいずれかに位置する。【００４４】
光学恒数プロットが線ＡＢの下側もしくは点Ａ上にくると、そのような光学ガラス用いた光学素子では高機能化、コンパクト化が難しくなるので、前記プロットを線ＡＢの上側もしくは点Ａを除く線ＡＢ上に限定する。光学恒数プロットが線ＢＣの左側、線ＣＤの上側、線ＤＡの左側、点Ａ上のいずれかにくると熱的安定性が低下したり、あるいは、ガラス転移温度が上昇したりするため、光学恒数プロットを線ＢＣ上もしくは左側、かつ線ＣＤ上もしくは下側、かつ線ＤＡ上（ただし点Ａを除く）もしくは右側に限定する。【００４５】
光学素子の高機能化、コンパクト化により適した光学ガラスを提供する上から、屈折率ｎｄ、アッベ数νｄが下記（ａ）式を満たすものが望ましく、下記（ｂ）式を満たすものがより望ましい。一方、熱的安定性、精密プレス成形性をより向上させる上から、屈折率ｎｄ、アッベ数νｄが下記（ｃ）式を満たすものが望ましく、下記（ｄ）式を満たすものがより望ましく、下記（ｅ）式を満たすものがさらに望ましい。
ｎｄ≧１．９９５−０．００３３×νｄ           ・・・（ａ）
ｎｄ≧２．０００−０．００３３×νｄ           ・・・（ｂ）
ｎｄ≦２．０３５−０．００３３×νｄ           ・・・（ｃ）
ｎｄ≦２．０３０−０．００３３×νｄ           ・・・（ｄ）
ｎｄ≦２．０２２−０．００３３×νｄ           ・・・（ｅ）【００４６】
熱的安定性を良好に維持しつつ、精密プレス成形の量産性がより優れたガラスを得る上から、アッベ数νｄの好ましい上限は３９．５、より好ましい上限は３９、さらに好ましい上限は３８．５、一層好ましい上限は３８である。また、光学素子の高機能化、コンパクト化により好適であり、高屈折率高分散ガラス製レンズとの組合わせによる色収差補正により好適なレンズの材料を提供する上から、アッベ数νｄが３３．５以上の光学ガラスが好ましく、アッベ数νｄが３４．０以上の光学ガラスがより好ましく、アッベ数νｄが３４．５以上の光学ガラスがさらに好ましく、アッベ数νｄが３５．０以上の光学ガラスが一層好ましく、アッベ数νｄが３５．５以上の光学ガラスがより一層好ましく、アッベ数νｄが３５．８以上の光学ガラスがさらに一層好ましく、アッベ数νｄが３６．０以上の光学ガラスがなお一層好ましく、アッベ数νｄが３６．２以上の光学ガラスがさらになお一層好ましく、３６．４以上の光学ガラスが特に好ましい。【００４７】
屈折率は、前述のガラス成分の内で主にＢ2Ｏ3、Ｌｉ2Ｏ、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3およびＢｉ2Ｏ3の導入量を本発明の範囲内で調整することで、上記範囲内になるように調整できる。但し、これらの成分以外の成分についても屈折率に影響を与えるため、適宜調整する。また、アッベ数は、前述のガラス成分の内で主にＢ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3およびＢｉ2Ｏ3の導入量を本発明の範囲内で調整することで、上記範囲内になるように調整できる。但し、これらの成分以外の成分についても屈折率及びアッベ数に影響を与えるため、適宜調整する。【００４８】
前述のように光学ガラスIでは、Ｔｉ、Ｎｂ、ＷおよびＢｉの合計含有量Ｘによってガラス転移温度Ｔｇの上限を規定する。Ｔｉ、Ｎｂ、ＷおよびＢｉの合計含有量をＸ［％］とし、数値Ｘに５を乗じ、単位を℃として６５０℃から差し引いた温度がガラス転移温度Ｔｇの上限である。Ｘの増減によりガラス転移温度Ｔｇの上限も上下する。また、精密プレス成形時のガラスと成形型成形面との反応性も変化する。Ｘが増加すると前記反応性も増大し、Ｘが減少すると前記反応性は低下する。Ｘが多いガラスでは、精密プレス成形時のガラスと成形型成形面の温度を低く抑えることにより上記反応性を抑制することができ、Ｘが少ないガラスでは、精密プレス成形時のガラスと成形型成形面の温度に関する制約は緩和される。また、精密プレス成形時のガラスと成形型成形面の温度は、ガラス転移温度Ｔｇが高いガラスの場合は高く設定しなければならず、ガラス転移温度Ｔｇが低いガラスの場合は低く設定することができる。このように、Ｘを増加させるとガラス転移温度Ｔｇが上昇傾向を示す一方、精密プレス成形時の反応性を抑制する観点からガラス転移温度Ｔｇの上昇を抑制する必要があるから、Ｘとガラス転移温度Ｔｇの関係を所定の関係式によって定め、この関係式を満たすガラスによって、精密プレス成形による量産性の向上を達成することができる。この関係式は、本発明者が、上記観点から、実験的に求めたものである。本発明の光学ガラスは、Ｔｉ、Ｎｂ、ＷおよびＢｉの合計含有量Ｘによって決められた範囲のガラス転移温度Ｔｇを示す組成を有するものに限られる。【００４９】
Ｘとガラス転移温度Ｔｇの上限に関する上記関係を数式で表すと、下記（１）式のようになる。
Ｔｇ［℃］≦６５５℃−５×Ｘ                   ・・・（１）
例えば、Ｔｉ、Ｎｂ、ＷおよびＢｉの合計含有量Ｘが５カチオン％の場合は、
Ｔｇ≦６５５℃−５×５℃
＝６５５℃−２５℃
＝６３０℃
となり、ガラス転移温度が６３０℃以下になるようにガラスの組成を調整する。
また、Ｘが１０カチオン％の場合は、
Ｔｇ≦６５５℃−５×１０℃
＝６５５℃−５０℃
＝６０５℃
となり、ガラス転移温度が６０５℃以下になるようにガラスの組成を調整する。【００５０】
なお精密プレス成形における量産性を一層高める上から、下記（２）式を満たすガラスが好ましく、下記（３）式を満たすガラスがより好ましく、下記（４）式を満たすガラスがさらに好ましく、下記（５）式を満たすガラスが一層好ましい。
Ｔｇ［℃］≦６５０℃−５×Ｘ                    ・・・（２）
Ｔｇ［℃］≦６４５℃−５×Ｘ                    ・・・（３）
Ｔｇ［℃］≦６４０℃−５×Ｘ                    ・・・（４）
Ｔｇ［℃］≦６３５℃−５×Ｘ                    ・・・（５）【００５１】
なお、ガラス転移温度を低くすることは、精密プレス成形時の温度を低下させる上からは好ましいが、過度に低下させると、所望の光学特性を維持することが困難になるとともに、ガラスの熱的安定性も低下するため、ガラス転移温度は、上記式を満たしつつ５００℃以上にすることが好ましい。ガラス転移温度は、前述のガラス成分の内で主にＳｉＯ2、Ｌｉ2Ｏ、ＺｎＯの導入量を本発明の範囲内で調整することで、上記範囲内になるように調整できる。但し、これらの成分以外の成分についてもガラス転移温度に影響を与えるため、適宜調整する。【００５２】
精密プレス成形時にガラスが晒される最高温度は、成形方式によっても多少異なるが、ガラスが１０7.2Ｐａ・ｓの粘度を示す温度（Ｔｐという）を目安として考えることができる。精密プレス成形における量産性を一層高める上から、Ｔｐの上限をＸに基づき定めた以下の範囲をより好ましい範囲とすることができる。【００５３】
こうした好ましい範囲は、下記（５）式を満たすガラスであり、より好ましいものは、下記（６）式を満たすガラスであり、さらに好ましいものは、下記（７）式を満たすものであり、一層好ましいものは下記（８）式を満たすものであり、より一層好ましいものは下記（９）式を満たすものである。
Ｔｐ［℃］≦７５５℃−５×Ｘ                  ・・・（５）
Ｔｐ［℃］≦７５０℃−５×Ｘ                  ・・・（６）
Ｔｐ［℃］≦７４５℃−５×Ｘ                  ・・・（７）
Ｔｐ［℃］≦７４０℃−５×Ｘ                  ・・・（８）
Ｔｐ［℃］≦７３５℃−５×Ｘ                  ・・・（９）【００５４】
上記Ｔｐの調整も、ガラス転移温度Ｔｇの調整と同様に行うことができる。
光学ガラスIは、上記成分以外に以下の任意成分を含む成分を含むことができる。【００５５】
ＺｒＯ2は、適量の導入によりガラスの熱的安定性、化学的耐久性を改善するとともに屈折率を高める働きをする。しかし、その含有量が１０％を超えるとガラスの熱的安定性が低下するとともに、ガラス転移温度が上昇するため、ＺｒＯ2の含有量を０〜１０％とする。ＺｒＯ2の含有量の好ましい下限は０．５％、より好ましい下限は１％、さらに好ましい下限は２％であり、好ましい上限は９％、より好ましい上限は８％、さらに好ましい上限は７％、一層好ましい上限は６％である。【００５６】
Ｔａ2Ｏ5は、適量の導入によりガラスの熱的安定性を飛躍的に改善するとともに、低分散を維持しつつ、屈折率を高める働きをする。しかし、その含有量が１５％を超えるとガラスの熱的安定性が低下するとともに、ガラス転移温度が上昇するため、Ｔａ2Ｏ5の含有量を０〜１５％とする。Ｔａ2Ｏ5の含有量の好ましい下限は１％、より好ましい下限は２％であり、好ましい上限は１３％、より好ましい上限は１１％、さらに好ましい上限は９％、一層好ましい上限は８％である。【００５７】
Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏは、ガラスの熔融性を改善するとともにガラス転移温度を低下する働きをするが、高屈折率を維持しつつガラス転移温度を低下させる働きが、Ｌｉ2Ｏと比べて弱い。また、過剰の導入により、ガラスの熱的安定性、屈折率、化学的耐久性が低下する。また、熔融、成形時に揮発によって脈理発生の原因になったり、光学特性、特に屈折率が変動する。したがって、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏの合計含有量は０．５％未満にすることが好ましく、０．３％未満にすることがより好ましく、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏを含有させないことがさらに好ましい。【００５８】
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯは、ガラスの熔融性を改善し、ガラス転移温度を低下させる働きをする。しかし、過剰の導入により熱的安定性、化学的耐久性が低下し、所望の光学特性を得ることも難しくなるため、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合計含有量を０〜１０％とする。ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合計含有量の好ましい範囲は０〜８％、より好ましい範囲は０〜６％、さらに好ましい範囲は０〜４％、一層好ましい範囲は０〜２％、より一層好ましい範囲は０〜１％であり、さらに好ましい範囲は０〜０．８％であり、一層好ましい範囲は０〜０．５％であり、より一層好ましくは０％である。【００５９】
Ｙ2Ｏ3は、屈折率を高める働きをするが、過剰の導入によりガラスの熱的安定性が低下するともにガラス転移温度が上昇する。したがって、Ｙ2Ｏ3の含有量を０〜１０％とする。Ｙ2Ｏ3の含有量の好ましい範囲は０〜８％、より好ましい範囲は０〜６％、さらに好ましい範囲は０〜４％、一層好ましい範囲は０〜２％、より一層好ましい範囲は０〜１％であり、なお一層好ましくは含有しない。【００６０】
Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3の配分を最適化することにより、熱的安定性をさらに向上させることができる。具体的には、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3の配分とは、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3およびＹ2Ｏ3の合計含有量（Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｙ2Ｏ3）に対するＬａ2Ｏ3の含有量の割合（Ｌａ2Ｏ3／（Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｙ2Ｏ3））を意味し、この割合を０．６６より大きくすることにより熱的安定性をさらに高め、液相温度をより低下させることができる。熱的安定性を高め、液相温度をさらに低下させる上から、前記割合（Ｌａ2Ｏ3／（Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｙ2Ｏ3））のより好ましい下限は０．６７、さらに好ましい下限は０．６８、一層好ましい下限は０．６９、より一層好ましい下限は０．７０であり、好ましい上限は０．９０、より好ましい上限は０．８５である。【００６１】
Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3の配分についても最適化することにより熱的安定性をさらに向上させることができる。具体的には、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3の配分とは、Ｌａ2Ｏ3およびＧｄ2Ｏ3の合計含有量（Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3）に対するＬａ2Ｏ3の含有量の割合（Ｌａ2Ｏ3／（Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3））を意味し、この割合を０．６６より大きくすることにより熱的安定性をさらに高め、液相温度をより低下させることができる。熱的安定性を高め、液相温度をさらに低下させる上から、前記割合（Ｌａ2Ｏ3／（Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3））のより好ましい下限は０．６７、さらに好ましい下限は０．６８、一層好ましい下限は０．６９、より一層好ましい下限は０．７０であり、好ましい上限は０．９０、より好ましい上限は０．８５である。【００６２】
前記Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3の配分、あるいはＬａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3の配分をそれぞれ上記範囲にすることにより、熱的安定性を良好にし、液相温度を上昇を抑えることができる。特に、屈折率とアッベ数の関係式である、前記（ａ）式を満たす高屈折率ガラスにおいて、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3の配分、あるいはＬａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3の配分を上記範囲にすることが好ましく、前記（ｂ）式を満たす高屈折率ガラスにおいて、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3の配分、あるいはＬａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3の配分を上記範囲にすることがより好ましい。【００６３】
Ｙｂ2Ｏ3は、屈折率を高める働きをするが、過剰の導入によりガラスの熱的安定性が低下するともにガラス転移温度が上昇する。したがって、Ｙｂ2Ｏ3の含有量を０〜１０％とする。Ｙｂ2Ｏ3の含有量の好ましい範囲は０〜８％、より好ましい範囲は０〜６％、さらに好ましい範囲は０〜４％、一層好ましい範囲は０〜２％、より一層好ましい範囲は０〜１％であり、なお一層好ましくは含有しない。【００６４】
Ａｌ2Ｏ3は、熔融ガラスの粘性調整などのために導入することができるが、過剰の導入によりガラスの熱的安定性が低下するため、Ａｌ2Ｏ3の含有量を０〜１０％とする。Ａｌ2Ｏ3の含有量の好ましい範囲は０〜８％、より好ましい範囲は０〜６％、さらに好ましい範囲は０〜４％、一層好ましい範囲は０〜２％、より一層好ましい範囲は０〜１％であり、含有させないことがなお一層好ましい。【００６５】
この他の成分として、少量のＧｅＯ2、Ｇａ2Ｏ3、Ｌｕ2Ｏ3を導入することもできるが、これらの成分は高価である一方、無くても何ら問題のない成分であるため、それぞれ含有させないことが好ましい。なお、ＧｅＯ2についてはＴｉ、Ｎｂ、Ｗ、Ｂｉの還元を促進させることから、精密プレス成形における量産性向上の観点からも導入しないことが好ましい。【００６６】
なお、上記成分の原料の一部をフッ化物に置き換えて、少量のＦをガラスに導入してもよい。ただし、Ｆはガラスの熔融、成形時に著しい揮発性を示し、脈理発生の要因や光学特性、特に屈折率の変動要因になることから、Ｆの含有量を０〜８モル％、好ましくは０〜６モル％、より好ましくは０〜４モル％、さらに好ましくは０〜２モル％、一層好ましくは０〜１％とする。特に好ましくはＦを含有させない。後述する熔融ガラス塊を冷却する過程で精密プレス成形用プリフォームに成形する場合、内部の均質性は勿論、表面脈理のない極めて高い光学的均質性が求められるため、Ｆの含有は避けるべきである。【００６７】
なおＰｂ、Ｃｄ、Ａｓ、Ｔｈ、Ｃｒ、Ｔｅ、Ｓｅは毒性を有するので、環境影響に配慮し、ガラス導入物質として使用しないことが望ましい。Ｐｂは精密プレス成形時に還元されて、ガラス表面や成形型表面に付着し、精密プレス成形の成形精度を低下させるから、こうした観点からも含有しないことが好ましい。【００６８】
Ｃｓも導入効果が期待できず、高価な成分であるので、含有させないことが好ましい。  Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｄ、Ｅｒなどはガラスの着色要因になるため、含有させないことが好ましい。【００６９】
なお、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＣｅＯ2、硝酸塩、アンモニウム、塩化物などを清澄剤として、外割り合計量で０〜１質量％の範囲で添加することができる。清澄効果を高める上からは、Ｓｂ2Ｏ3を外割りで０〜１質量％添加することが好ましいが、Ｓｂ2Ｏ3は強い酸化性を示すため、成形型成形面へのダメージを極力低減する上から、外割り添加量を０〜０．８質量％にすることが好ましく、０〜０．５質量％にすることがより好ましい。【００７０】
ＳｎＯ2、ＣｅＯ2、硝酸塩、アンモニウム、塩化物は、Ｓｂ2Ｏ3と比べて酸化性が弱いので、清澄を促進しつつ、成形型成形面への負担を軽減する上から、ＳｎＯ2、ＣｅＯ2、硝酸塩、アンモニウムおよび塩化物の外割り合計添加量を０〜１質量％の範囲とすることが好ましく、０〜０．５質量％の範囲とすることがより好ましい。【００７１】
精密プレス成形における量産性を高めるとともに、ガラスの熱的安定性を高め、所望の光学特性を実現する上から、上記清澄剤は別として、Ｂ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｌｉ2Ｏ、ＺｎＯ、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｙ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3およびＡｌ2Ｏ3の合計含有量を９４％以上にすることが好ましく、９５％以上にすることがより好ましく、９６％以上にすることがさらに好ましく、９７％以上にすることが一層好ましく、９８％以上にすることがより一層好ましく、９９％以上にすることがなお一層好ましく、１００％にすることが特に好ましい。【００７２】
さらに、Ｂ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｌｉ2Ｏ、ＺｎＯ、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3、ＺｒＯ2およびＴａ2Ｏ5の合計含有量を９４％以上にすることが好ましく、９５％以上にすることがより好ましく、９６％以上にすることがさらに好ましく、９７％以上にすることが一層好ましく、９８％以上にすることがより一層好ましく、９９％以上にすることがなお一層好ましく、１００％にすることが特に好ましい。
光学ガラスIの低温軟化性はガラス転移温度によって定められるが、屈伏点に注目して、より好ましいガラスを示すこともできる。【００７３】
精密プレス成形における量産性を高める上から、屈伏点Ｔｓを７００℃以下にすることが好ましく、６９０℃以下にすることがより好ましく、６８５℃以下にすることがさらに好ましく、６８０℃以下にすることが一層好ましく、６７０℃以下にすることがより一層好ましい。しかし、屈伏点を過剰に低下させるとガラスの熱的安定性が低下したり、所望の光学特性を得ることが難しくなるので、屈伏点を５５０℃以上にすることが好ましい。
上記屈伏点Ｔｓの調整もガラス転移温度Ｔｇの調整と同様に行うことができる。【００７４】
これまで説明してきたように、精密プレス成形における量産性は、ガラスと成形型の成形面とが高温で密着した状態でおきるガラスと成形面の反応性の大小により決まる。同種のガラスからなるプリフォームを多数用意し、同一のプレス成形型を用いて、順次、これらプリフォームを精密プレス成形する場合を考える。【００７５】
前述のように、ガラスと成形面との反応は、成形型がガラスを加圧した状態かつガラスの温度がガラス転移温度以上の状態で進むと考えると、１回の精密プレス成形において、このような状態が継続する時間をｔ、精密プレス成形を問題なく行うことができたプレス回数をｎとすると、時間ｔ×ｎが長いほうが、量産性に優れたガラスということができる。【００７６】
従来のガラスでは、プリフォーム表面に成形型との融着を防ぐ膜をコートしても、繰り返し精密プレス成形が可能な回数ｎが数十回であった。それに対し、光学ガラスIからなるプリフォームを使用すると回数ｎは８０以上、好ましくは１００以上、より好ましくは２００以上、さらに好ましくは３００以上、一層好ましくは５００以上となる。【００７７】
ｔ×ｎについては、ｔを８０秒とすると、従来のガラスを使用する場合、４０００秒程度あるいは４０００秒に満たないのに対し、本発明の光学ガラスからなるプリフォームを使用すると４０００秒超、好ましくは８０００秒以上、より好ましくは１６０００秒以上、さらに好ましくは２４０００秒以上、一層好ましくは４００００秒以上となる。【００７８】
このように、光学ガラスIを用いたプリフォームの場合、同一の成形型を繰り返し使用し、連続して良好な精密プレス成形ができる回数ｎが多く、延べ時間ｔ×ｎが長い。そのため、成形型のメンテナンスが軽減され、成形型交換のために精密プレス成形工程を停止する頻度も低減できる。よって本発明によれば、光学素子の生産性、生産コストを大幅低減することができ、光学素子の量産性を飛躍的に改善することができる。【００７９】
［光学ガラスII］
光学ガラスIIは、Ｂ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3系組成をベースとし、屈折率ｎｄが１．８７以上、アッベ数νｄが３４．０以上４０未満の光学ガラスである。こうした光学特性を実現するために、高屈折率付与成分としてＬａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3に加え、相当量のＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3を導入するが、高屈折率付与成分の配分が適正になされていないと、精密プレス成形性が著しく低下する。【００８０】
ガラスに含まれるＴｉイオン、Ｎｂイオン、Ｗイオン、Ｂｉイオン、特にＴｉイオンはプレス成形時の高温下で価数変化を起こしやすく、その結果、成形面との間で酸化還元反応をおこしやすいと考えられる。多量の高屈折率付与成分を含むガラスにおいても一定の精密プレス成形性を維持するためには、上記の反応を抑制することが必要となる。【００８１】
そこで、本発明者は、鋭意検討した結果、次の５つの要素を考慮してガラスの組成、特性を定めることで、精密プレス成形性を改善することができることを見出し、本発明を完成させた。【００８２】
第１の要素は、温度に関する要素である。上記反応は温度上昇に伴い促進される。したがって、ガラスに、低温でプレス成形可能な熱的特性を付与することが重要である。従来、ガラスの低温軟化性の指標であるガラス転移温度は、ガラス成分と型成形面との反応抑制という観点よりも、成形型の熱的劣化を抑制する観点から定められていた。しかし、Ｔｉイオン、Ｎｂイオン、Ｗイオン、Ｂｉイオンと成形面の反応を抑制するには、ガラス転移温度を、成形型の熱的劣化が進みにくい程度に低下させるだけでは不十分であり、実際に精密プレス成形が行われる温度もしくはその温度に近い温度を制限することによって上記反応を抑制することが重要である。【００８３】
こうしたことから、例えばガラスが１０7.2ｄＰａ・ｓの粘度を示す温度Ｔｐなどといった、ガラスの変形温度に関する指標をもとにガラス材料を設計することが、上記の課題解決のために必要になる。【００８４】
第２の要素は、ガラスネットワーク形成成分に関するものである。
光学ガラスIIのネットワーク形成成分には、主にＳｉＯ2（任意成分）とＢ2Ｏ3が挙げられる。ＳｉＯ2はガラス中において主に４配位のＳｉＯ4四面体として存在すると考えられる。一方、Ｂ2Ｏ3は３配位と４配位の構造が知られているが、ホウ酸希土類結晶において希土類などの多価イオンに配位した４配位のＢＯ4構造を取ることが提案されており、ここから本発明の第２の態様においても、主に４配位のＢＯ4四面体が存在すると推察される。【００８５】
ここで、ＳｉＯ4四面体に配位する酸素はＳｉと強く共有結合していることから、これらの酸素の持つ負の有効電荷の絶対値が小さく、他のイオンを酸化する力が弱い。一方、ＢＯ4四面体に配位する酸素はイオン結合性が強いことから、これらの酸素の持つ負の有効電荷の絶対値が大きく、ゆえに他のイオンを酸化する力が強い。そのため、Ｔｉイオン、Ｎｂイオン、Ｗイオン、Ｂｉイオンの酸化状態を保つ働きは、ＳｉＯ2よりＢ2Ｏ3のほうが強いと考えられる。【００８６】
これまでＳｉＯ2は、熱的安定性を高め、ガラス融液の成形性を改善するために積極的に導入されてきたが、Ｔｉイオン、Ｎｂイオン、Ｗイオン、Ｂｉイオン、特にＴｉイオンの酸化状態を保ち、プレス成形型の成形面とガラスの反応を抑える上から、ＳｉＯ2の含有量を所定の範囲に制限することが必要になる。【００８７】
第３の要素は、ガラスの熱的安定性に関するものである。ＳｉＯ2はガラスの熱的安定性を改善し、ガラス融液の成形性を良化する働きがあるが、ガラス転移温度やＴｐを上昇させる成分でもある。これとは反対に、アルカリ金属成分はガラス転移温度やＴｐを低下させるが、ガラスの熱的安定性を低下させる成分である。したがって、第２の要素に基づき、ＳｉＯ2の含有量を制限するとともに、アルカリ金属成分の量も制限すれば、ガラス転移温度やＴｐを上昇させることなくガラスの熱的安定性を維持することができる。さらにＬａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3等の希土類成分を所定の範囲内で共存させることにより熱的安定性を改善することができる。光学ガラスIIは、希土類成分としてＹ2Ｏ3を任意成分として含有することもできるが、Ｙ2Ｏ3を含有する場合にも、所定の範囲内で共存させることにより、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3に比べて効果は小さいが、熱的安定性を改善することができる。【００８８】
第４の要素は、アルカリ金属成分に大きく依存することなく、ガラス転移温度を低下させることである。第３の要素において、アルカリ金属成分の量を制限するが、それを補うためにガラス成分として屈折率を低下させずにガラス転移温度やＴｐを低下する働きのあるＺｎＯを導入する。【００８９】
第５の要素は、高屈折率特性を実現するため、所定量のＬａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3に加え、合計で所定量以上のＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3を導入しつつ、精密プレス成形時に価数変化を起こしやすく、成形面との間で酸化還元反応を起こしやすいＴｉＯ2の占める割合を制限することである。なお、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3の合計含有量を過剰にするとガラスの熱的安定性が低下したり、ガラス転移温度やＴｐが上昇するなどの問題がおきるため、こうした点を考慮して上記合計含有量を定める。【００９０】
本発明の第２の態様では、これらの５つの要素を同時に満たすことにより、上記課題が解決される。
こうした思想に基づき完成した光学ガラスIIは、モル％表示にて、
Ｂ2Ｏ3を５〜４５％、
ＳｉＯ2を０〜６％（ただし、６％を含まず。）、
Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏを合計で０〜３％、
ＺｎＯを１０〜４０％、
Ｌａ2Ｏ3を５〜３０％、
Ｇｄ2Ｏ3を０〜２０％、
ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3およびＢｉ2Ｏ3を合計で１２．５〜２０％含むとともに、
Ｚｒ4+、Ｔａ5+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｗ6+およびＢｉ3+の合計含有量に対するＴｉ4+の含有量のカチオン比が０．３０以下、１０7.2ｄＰａ・ｓの粘度を示す温度Ｔｐが７０６℃以下であり、屈折率ｎｄおよびアッベ数νｄが下記（I）式〜（IV）式のすべてを満たすことを特徴とする光学ガラスである。
３４．０≦νｄ＜４０                              ・・・（I）
ｎｄ≧１．８７                                    ・・・（II）
ｎｄ≧２．２３−０．０１×νｄ                    ・・・（III）
ｎｄ≦２．２８−０．０１×νｄ                    ・・・（IV）【００９１】
以下、上記ガラスについて詳説するが、酸化物として表示する成分の含有量、合計含有量はモル％表示とし、Ｚｒ4+、Ｔａ5+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｗ6+、Ｂｉ3+と表示した場合のＴｉ、Ｎｂ、Ｗ、Ｂｉの各含有量および合計含有量はカチオン％表示とする。【００９２】
Ｂ2Ｏ3は、ガラスネットワーク形成成分であり、本発明において必須成分である。その含有量が５％未満では、ガラスの熱的安定性が低下し、液相温度が上昇して、ガラス融液を成形する際、粘性が低すぎて成形が困難になる。一方、その含有量が４５％を越えると所望の屈折率、アッベ数を維持することが困難になる。したがって、Ｂ2Ｏ3の含有量を５〜４５％とする。Ｂ2Ｏ3の含有量の好ましい下限は１０％、より好ましい下限は１５％、さらに好ましい下限は２０％、一層好ましい下限は２５％であり、好ましい上限は４０％である。【００９３】
ＳｉＯ2は、任意成分であり、ガラスの熱的安定性を高める働きをするが、ガラス転移温度や上記Ｔｐを高めるとともに、前述のようにＴｉ、Ｎｂ、Ｗ、Ｂｉとの結びつきが弱く、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｗ、Ｂｉと成形型との反応を抑制する効果が弱い。これに対し、Ｂ2Ｏ3は前記反応を抑制する働きをする。ＳｉＯ2の含有量が６％以上になると前記反応抑制効果が低下し、精密プレス成形時にガラスと型成形面との融着やガラスの発泡といった問題が起こりやすくなる。したがって、ＳｉＯ2の含有量は０〜６％（ただし、６％を除く。）とする。ＳｉＯ2の含有量のより好ましい範囲は０〜５．５％の範囲、さらに好ましい範囲は０〜５％の範囲、一層好ましい範囲は０〜４％の範囲、より一層好ましい範囲は０〜３．５％の範囲、さらに一層好ましい範囲は０〜３％の範囲である。上記のようにＳｉＯ2の含有量を定めることにより、ガラス転移温度やＴｐを低下させるとともに、ガラスと成形型成形面との反応抑制効果を高めることができる。【００９４】
Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏは、ガラスの熔融性を改善し、ガラス転移温度やＴｐを低下させる働きをする成分である。しかし、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏの合計含有量が３％を超えると、熱的安定性が低下するとともに、所望の光学特性を得ることが難しくなる。また、化学的耐久性が低下するとともに、熔融、成形時に揮発が増大し、脈理が発生したり、光学特性、特に屈折率の変動が大きくなる。そのため、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏの合計含有量を０〜３％とする。Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏの合計含有量の好ましい範囲は２％未満、より好ましい範囲は１．５％未満、さらに好ましい範囲は１％未満、一層好ましい範囲は０．５％未満である。Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏは含有させなくてもよい。【００９５】
Ｌｉ2Ｏは、アルカリ金属成分中、高屈折率を維持しつつ、ガラス転移温度やＴｐを低下させる働きの強い成分である。したがって、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ中、Ｌｉ2Ｏの含有量を最も多くすることが好ましい。Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏについては含有させなくてもよい。【００９６】
ガラスのプレス温度を低下させ精密プレス成形性を高めようとした場合、アルカリ金属成分を多く含有させた方が好ましい。一方で、アルカリ金属成分はガラスの網目構造を切断し、結晶化を促進する成分でもある。したがって、ガラス素材の成形性を考慮した場合、Ｌｉ2Ｏ含有量の好ましい範囲は０〜１０％、より好ましい範囲は０〜８％、さらに好ましい範囲は０〜６％、一層好ましい範囲は０〜５％、より一層好ましい範囲は０〜３％、さらに一層好ましい範囲は０〜２％（ただし、２％を含まず。）、なお一層好ましい範囲は０〜１．５％（ただし、１．５％を含まず。）、さらになお一層好ましい範囲は０〜１％（ただし、１％を含まず。）、特に好ましい範囲は０〜０．５％（ただし、０．５％
を含まず。）であって、Ｌｉ2Ｏを含まないガラスが最も好ましい。【００９７】
ＺｎＯは、ガラスの熔融性を改善し、ガラス転移温度を低下させる働きのある必須成分である。Ｌｉ2Ｏの含有量が上記のように制限されているので、ガラス転移温度を低下させる作用のあるＺｎＯは重要な役割を果たす。その含有量が１０％未満では前記効果を得ることが難しく、４０％を超えると熱的安定性が低下するとともに、所望の光学特性を得ることが難しくなる。したがって、ＺｎＯの含有量を１０〜４０％とする。ＺｎＯの含有量の好ましい下限は１５％、より好ましい下限は１７％、さらに好ましい下限は１８％、一層好ましい下限は２５％であり、好ましい上限は３５％である。【００９８】
Ｌａ2Ｏ3は、ガラスの熱的安定性を損なうことなく、また低分散を維持しつつ、屈折率を高める働きをする必須成分である。その含有量が５％未満では所望の光学特性を得ることが難しく、３０％を超えると熱的安定性が低下するとともに、ガラス転移温度やＴｐが上昇する。したがって、Ｌａ2Ｏ3の含有量は５〜３０％とする。Ｌａ2Ｏ3の含有量の好ましい下限は７％、より好ましい下限は８％、さらに好ましい下限は９％、一層好ましい下限は１０％であり、好ましい上限は２８％、より好ましい上限は２５％、さらに好ましい上限は２３％、一層好ましい上限は２０％である。【００９９】
Ｇｄ2Ｏ3は、ガラスの熱的安定性を損なうことなく、また低分散を維持しつつ、屈折率を高める働きをするために有効な成分である。しかし、その含有量が２０％を超えると熱的安定性が低下するとともに、ガラス転移温度やＴｐが上昇する。したがって、Ｇｄ2Ｏ3の含有量は０〜２０％とする。Ｇｄ2Ｏ3導入の効果を得る上から、Ｇｄ2Ｏ3の含有量を１〜２０％の範囲とすることが好ましい。なお、Ｇｄ2Ｏ3の含有量のより好ましい下限は１％、さらに好ましい下限は２％、一層好ましい下限は３％、より一層好ましい下限は４％であり、好ましい上限は１８％、より好ましい上限は１５％、さらに好ましい上限は１２％、一層好ましい上限は１０％である。【０１００】
ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3は、屈折率を高める働きが大きい成分である。したがって、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3およびＢｉ2Ｏ3の合計含有量が１２．５％未満であると所要の光学特性が得られにくくなり、前記合計含有量が２０％を超えるとガラス転移温度やＴｐが上昇したり、ガラスの熱的安定性が低下するため、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3およびＢｉ2Ｏ3の合計含有量を１２．５〜２０％とする。ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3およびＢｉ2Ｏ3の合計含有量の好ましい下限は１３％、より好ましい下限は１４％、さらに好ましい下限は１５％であり、好ましい上限は２５％、より好ましい下限は２２％、さらに好ましい下限は１９％、一層好ましい下限は１８％、より一層好ましい下限は１７％である。【０１０１】
なお、Ｚｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｗ、Ｂｉの好ましい合計量は、上記観点と同じ理由により、Ｚｒ4+、Ｔａ5+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｗ6+およびＢｉ3+の合計含有量によっても表すことができる。すなわち、Ｚｒ4+、Ｔａ5+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｗ6+およびＢｉ3+の合計含有量の好ましい下限は１０％、より好ましい下限は１１％、さらに好ましい下限は１２％、一層好ましい下限は１３％であり、好ましい上限は２０％、より好ましい上限は１８％、さらに好ましい上限は１６％、一層好ましい上限は１５％、より一層好ましい上限は１４％である。【０１０２】
またＴｉ4+、Ｎｂ5+、Ｗ6+およびＢｉ3+の合計含有量が３％未満であると、熱的安定性を維持しつつ所望の光学特性を得にくくなる傾向が生じ、前記合計含有量が２５％を超えると他の成分量を調整しても、精密プレス成形時にガラスと成形型の反応によりガラスが成形型に強固に融着する頻度が増加する傾向を示すため、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｗ6+およびＢｉ3+のの合計含有量を３〜２５％とすることが好ましい。上記合計含有量Ｘのより好ましい下限は３．５％超、さらに好ましい下限は４％超であり、より好ましい上限は２０％、さらに好ましい上限は１８％、一層好ましい上限は１６％、より一層好ましい上限１４％、さらに一層好ましい上限は１３％、なお一層好ましい上限は１２％、さらになお一層好ましい上限は１１％、特に好ましい上限は１０．５％、最も好ましい上限は１０％である。【０１０３】
特に、他の多価イオンに比べ、Ｔｉ4+は単位量あたりの粘性の増加量およびガラスの還元性が大きい。したがって、プレス成形型との融着反応を引き起こす傾向を低減するため、Ｚｒ4+、Ｔａ5+、Ｔｉ4+、Ｎｂ5+、Ｗ6+およびＢｉ3+の合計含有量に対するＴｉ4+含有量のカチオン比を０．４０以下にすることが好ましく、０．３５以下にすることがより好ましく、０．３０以下にすることがさらに好ましく、０．２５以下にすることが一層好ましく、０．２０以下にすることがより一層好ましく、０．１５以下にすることがさらに一層好ましく、０．１０以下にすることがなお一層好ましく、０．０５以下にすることがより一段と好ましく、０．０３以下とすることがさらに一段と好ましく、０．０２以下とすることが特に好ましい。【０１０４】
ＺｒＯ2は、適量の導入によりガラスの熱的安定性、化学的耐久性を改善するとともに屈折率を高める働きをする。しかし、その含有量が１０％を超えるとガラスの熱的安定性が低下するとともに、ガラス転移温度やＴｐが上昇するため、ＺｒＯ2の含有量を０〜１０％とすることが好ましい。ＺｒＯ2の含有量の好ましい下限は０．５％、より好ましい下限は１％、さらに好ましい下限は２％であり、好ましい上限は９％、より好ましい上限は８％、さらに好ましい上限は７％、一層好ましい上限は６％である。【０１０５】
Ｔａ2Ｏ5は、適量の導入によりガラスの熱的安定性を飛躍的に改善するとともに、低分散を維持しつつ、屈折率を高める働きをする。しかし、その含有量が１５％を超えるとガラスの熱的安定性が低下するとともに、ガラス転移温度が上昇するため、Ｔａ2Ｏ5の含有量を０〜１５％とすることが好ましい。Ｔａ2Ｏ5の含有量の好ましい下限は１％、より好ましい下限は２％であり、好ましい上限は１３％、より好ましい上限は１１％、さらに好ましい上限は９％、一層好ましい上限は８％である。【０１０６】
ＴｉＯ2の含有量は、熱的安定性の維持、着色の低減、防止の観点から１０％以下にすることが好ましく、８％以下にすることがより好ましく、６％以下にすることがさらに好ましく、４％以下にすることが一層好ましく、３％にすることがより一層好ましく、２％以下にすることがなお一層好ましい。なお、ＴｉＯ2の含有量をゼロにすることもできる。【０１０７】
Ｎｂ2Ｏ5の含有量は、熱的安定性の維持、着色の低減、防止の観点から８％以下にすることが好ましく、７％以下にすることがより好ましく、５％以下にすることがさらに好ましく、３％以下にすることが一層好ましく、２％にすることがより一層好ましく、１％以下にすることがなお一層好ましく、Ｎｂ2Ｏ5を含有しないガラスがさらに一層好ましい。【０１０８】
ＷＯ3の含有量は、熱的安定性の維持、着色の低減、防止の観点から２０％以下とすることが好ましい。ＷＯ3は適量導入することによりガラス転移温度を低下させる働きをする。したがって、ＷＯ3の含有量の好ましい下限は１％、より好ましい下限は３％、さらに好ましい下限は４％であり、好ましい上限は１８％、より好ましい上限は１６％、さらに好ましい上限は１４％、一層好ましい上限は１２％、より一層好ましい上限は１０％である。【０１０９】
Ｂｉ2Ｏ3の含有量は、熱的安定性の維持、着色の低減、防止の観点から０〜１０％の範囲とすることが好ましく、０〜８％の範囲とすることが好ましく、０〜６％の範囲とすることがより好ましく、０〜４％の範囲とすることがさらに好ましく、０〜２％の範囲とすることが一層好ましく、０〜１％の範囲とすることがより一層好ましく、含有させないことが特に好ましい。【０１１０】
光学ガラスIIの屈折率ｎｄ、アッベ数νｄは下記（I）式から（IV）式までの４つの式を同時に満たす範囲として特定することができる。
３４．０≦νｄ＜４０                              ・・・（I）
ｎｄ≧１．８７                                    ・・・（II）
ｎｄ≧２．２３−０．０１×νｄ                    ・・・（III）
ｎｄ≦２．２８−０．０１×νｄ                    ・・・（IV）【０１１１】
図２は、図１と同様、縦軸が屈折率ｎｄ、横軸がアッベ数νｄであり、慣習に従い、横軸はアッベ数νｄが減少するにつれて右方に、増加するにつれて左方にいく。縦軸、横軸ともリニアに表示する。【０１１２】
図２において、上記４つの関係式を満たす（アッベ数νｄ  屈折率ｎｄ）は、点Ａ（３４，１．９４）、Ｂ（４０，１．８８）、Ｃ（４０，１．８７）、Ｄ（３６，１．８７）、Ｅ（３４，１．８９）、Ａ（３４，１．９４）を順に直線で結んだときに囲まれる範囲（ただし、直線ＡＢ（点Ｂを含まず）、ＣＤ（点Ｃを含まず）、ＤＥ、ＥＡ上を含み、直線ＢＣ上を含まず）に含まれるアッベ数νｄおよび屈折率ｎｄを有するものである。【０１１３】
図２は、光学ガラスIIの屈折率ｎｄ、アッベ数νｄの分布を示す際、当該技術分野において一般に用いられている表示法である。縦軸が屈折率ｎｄ、横軸がアッベ数νｄであり、慣習に従い、横軸はアッベ数νｄが減少するにつれて右方に、増加するにつれて左方にいく。縦軸、横軸ともリニアに表示する。【０１１４】
光学恒数プロットが線ＡＢの上側にくると熱的安定性が低下したり、ガラス転移温度やＴｐが上昇したりするため、前記プロットを線ＡＢ上もしくは線ＡＢより屈折率ｎｄが低い範囲とする。前記プロットが線ＢＣ上もしくは線ＢＣの左側にくると熱的安定性を維持し、ガラス転移温度やＴｐの上昇を抑えつつ、所要の屈折率を得ることが困難になるため、図２において前記プロットを線ＢＣより右側の範囲とする。前記プロットが線ＣＤより低屈折率側、線ＤＥより低屈折率側にくると光学素子の高機能化、コンパクト化により適した光学ガラスではなくなることから前記プロットを線ＣＤ上もしくは線ＣＤより屈折率の高い範囲かつ線ＤＥ上もしくは線ＤＥより屈折率の高い範囲とする。さらに色収差の補正に適した光学ガラスを提供する上から、図２において前記プロットが線ＥＡ上または線ＥＡより左側にくるようにする。【０１１５】
なお、上記光学特性の範囲において、色収差補正に好適な光学素子用の光学ガラスを提供する上から、下記（I−１−１）式を満たす光学ガラスが好ましく、下記（I−１−２）式を満たす光学ガラスがより好ましく、下記（I−１−３）式を満たす光学ガラスがさらに好ましく、下記（I−１−４）式を満たす光学ガラスが一層好ましく、下記（I−１−５）式を満たす光学ガラスがより一層好ましく、下記（I−１−６）式を満たす光学ガラスがさらに一層好ましい。
νｄ≧３４．５                             ・・・（I−１−１）
νｄ≧３５．０                             ・・・（I−１−２）
νｄ≧３６．０                             ・・・（I−１−３）
νｄ≧３６．５                             ・・・（I−１−４）
νｄ≧３６．７５                           ・・・（I−１−５）
νｄ≧３７．０                             ・・・（I−１−６）【０１１６】
また、図２に示した光学特性の範囲において、ガラス転移温度やＴｐを低下しつつ、熱的安定性を改善する上から、下記（I−２−１）式を満たす光学ガラスが好ましく、下記（I−２−２）式を満たす光学ガラスがより好ましく、下記（I−２−３）式を満たす光学ガラスがさらに好ましい。
νｄ≦３９．５                             ・・・（I−２−１）
νｄ≦３９．３                             ・・・（I−２−２）
νｄ≦３９．０                             ・・・（I−２−３）【０１１７】
また、図２に示した光学特性の範囲において、高機能を備えた光学素子用の光学ガラスを提供したり、光学素子のコンパクト化により適した光学ガラスを提供する上から、下記（II−１）式を満たす光学ガラスが好ましく、下記（II−２）式を満たす光学ガラスがよ
り好ましく、下記（II−３）式を満たす光学ガラスがさらに好ましく、下記（II−４）式を満たす光学ガラスが一層好ましい。
ｎｄ≧１．８７２５                         ・・・（II−１）
ｎｄ≧１．８７５                           ・・・（II−２）
ｎｄ≧１．８７７５                         ・・・（II−３）
ｎｄ≧１．８８                             ・・・（II−４）【０１１８】
また、色収差補正用の光学素子などにより好適であって、高機能を備えた光学素子用の光学ガラスあるいは光学素子のコンパクト化により好適な光学ガラスを提供する上から、図２に示した光学特性の範囲において、下記（III−１）式を満たす光学ガラスが好ましく、下記（III−２）式を満たす光学ガラスがより好ましく、下記（III−３）式を満たす光学ガラスがさらに好ましく、下記（III−４）式を満たす光学ガラスが一層好ましく、下記（III−５）式を満たす光学ガラスがより一層好ましく、下記（III−６）式を満たす光学ガラスがさらに一層好ましく、下記（III−７）式を満たす光学ガラスがなお一層好ましく、下記（III−８）式を満たす光学ガラスがさらになお一層好ましく、下記（III−９）式を満たす光学ガラスが特に好ましく、下記（III−１０）式を満たす光学ガラスが最も好ましい。
ｎｄ≧２．２３０−０．０１×νd            ・・・（III−１）
ｎｄ≧２．２３２５−０．０１×νd          ・・・（III−２）
ｎｄ≧２．２３５−０．０１×νd            ・・・（III−３）
ｎｄ≧２．２３７５−０．０１×νd          ・・・（III−４）
ｎｄ≧２．２４０−０．０１×νd            ・・・（III−５）
ｎｄ≧２．２４２５−０．０１×νd          ・・・（III−６）
ｎｄ≧２．２４５−０．０１×νd            ・・・（III−７）
ｎｄ≧２．２４７５−０．０１×νd          ・・・（III−８）
ｎｄ≧２．２５０−０．０１×νd            ・・・（III−９）
ｎｄ≧２．２５２５−０．０１×νd          ・・・（III−１０）【０１１９】
また、熱的安定性を一層改善したり、あるいはガラス転移温度やＴｐの上昇を抑制する上から、図２に示した光学特性の範囲において、下記（IV−１）式を満たす光学ガラスが好ましく、下記（IV−２）式を満たす光学ガラスがより好ましく、下記（IV−３）式を満たす光学ガラスがさらに好ましく、下記（IV−４）式を満たす光学ガラスが一層好ましく、下記（IV−５）式を満たす光学ガラスがより一層好ましく、下記（IV−６）式を満たす光学ガラスがさらに一層好ましく、下記（IV−７）式を満たすなお一層光学ガラスが好ましく、下記（IV−８）式を満たす光学ガラスがさらになお一層好ましく、下記（IV−９）式を満たす光学ガラスが特に好ましく、下記（IV−１０）式を満たす光学ガラスが最も好ましい。
ｎｄ≦２．２８０−０．０１×νd            ・・・（IV−１）
ｎｄ≦２．２７７５−０．０１×νd          ・・・（IV−２）
ｎｄ≦２．２７５−０．０１×νd            ・・・（IV−３）
ｎｄ≦２．２７２５−０．０１×νd          ・・・（IV−４）
ｎｄ≦２．２７０−０．０１×νd            ・・・（IV−５）
ｎｄ≦２．２６７５−０．０１×νd          ・・・（IV−６）
ｎｄ≦２．２６５−０．０１×νd            ・・・（IV−７）
ｎｄ≦２．２６２５−０．０１×νd          ・・・（IV−８）
ｎｄ≦２．２６０−０．０１×νd            ・・・（IV−９）
ｎｄ≦２．２５７５−０．０１×νd          ・・・（IV−１０）【０１２０】
アッベ数νｄを上記範囲より大きくし過ぎると、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3といった希土類酸化物成分の含有量が過剰となり、ガラスの熱的安定性が低下する傾向を示し、アッベ数νｄを上記範囲より小さくし過ぎると、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3などの高屈折率高分散付与成分の含有量が過剰となって精密プレス成形性が低下する。ガラスの熱的安定性と精密プレス成形性をともに改善し、光学素子の量産性を高める上からもアッベ数νｄを上記範囲にすることが望ましい。【０１２１】
屈折率は、前述のガラス成分の内で主にＢ2Ｏ3、Ｌｉ2Ｏ、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3およびＢｉ2Ｏ3の導入量を本発明の範囲内で調整することで、上記範囲内になるように調整できる。但し、これらの成分以外の成分についても屈折率に影響を与えるため、適宜調整する。また、アッベ数は、前述のガラス成分の内で主にＢ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3およびＢｉ2Ｏ3の導入量を本発明の範囲内で調整することで、上記範囲内になるように調整できる。但し、これらの成分以外の成分についても屈折率及びアッベ数に影響を与えるため、適宜調整する。【０１２２】
次に１０7.2Ｐａ・ｓの粘度を示す温度Ｔｐについて説明する。精密プレス成形時にガラスが晒される最高温度は、成形方式によっても多少異なるが、ガラスが１０7.2Ｐａ・ｓの粘度を示す温度（Ｔｐという）を目安として考えることができる。精密プレス成形における量産性を一層高める上から、Ｔｐの上限を７０６℃とする。前述の第1の要素から第５の要素を一体化することにより、精密プレス成形における量産性を飛躍的に改善することができる。【０１２３】
精密プレス成形における量産性を一層改善する上から、Ｔｐが７０４℃以下である光学ガラスが好ましく、７０２℃以下である光学ガラスがより好ましく、７００℃以下である光学ガラスがさらに好ましく、６９８℃以下である光学ガラスが一層好ましく、６９６℃以下である光学ガラスがより一層好ましく、６９４℃以下である光学ガラスがさらに一層好ましく、６９０℃以下である光学ガラスがなお一層好ましい。なお、光学恒数よりも精密プレス成形性を重視した場合、Ｔｐは７００℃以下が好ましく、６９０℃以下がより好ましく、６８０℃以下がさらに好ましく、６７０℃以下が一層好ましい。【０１２４】
光学ガラスのＴｐは、ガラス転移温度Ｔｇの調整と同様に行うことができる。即ち、前述のガラス成分の導入量を本発明の範囲内で調整することで、上記範囲内になるように調整できる。但し、これらの成分以外の成分についてもガラス転移温度に影響を与えるため、適宜調整する。【０１２５】
光学ガラスIIは、上記成分以外に以下の任意成分を含む成分を含むことができる。【０１２６】
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯは、ガラスの熔融性を改善し、ガラス転移温度を低下させる働きをする。しかし、過剰の導入により熱的安定性、化学的耐久性が低下し、所望の光学特性を得ることも難しくなるため、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合計含有量を０〜１０％とすることが好ましい。ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合計含有量のより好ましい範囲は０〜８％、さらに好ましい範囲は０〜６％、一層好ましい範囲は０〜４％、より一層好ましい範囲は０〜２％、さらに一層好ましい範囲は０〜１％であり、なお好ましい範囲は０〜０．８％であり、特に好ましい範囲は０〜０．５％であり、０％にすることもできる。【０１２７】
Ｙ2Ｏ3は、屈折率を高める働きをするが、過剰の導入によりガラスの熱的安定性が低下するともにガラス転移温度やＴｐが上昇する。したがって、Ｙ2Ｏ3の含有量を０〜１０％とすることが好ましい。Ｙ2Ｏ3の含有量のより好ましい範囲は０〜８％、さらに好ましい範囲は０〜６％、一層好ましい範囲は０〜４％、より一層好ましい範囲は０〜２％、さらに一層好ましい範囲は０〜１％であり、なお一層好ましくは含有しない。【０１２８】
Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3の配分を最適化することにより、熱的安定性をさらに向上させることができる。具体的には、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3およびＹ2Ｏ3の合計含有量（Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｙ2Ｏ3）に対するＬａ2Ｏ3の含有量の割合（Ｌａ2Ｏ3／（Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｙ2Ｏ3））を０．６６より大きくすることにより熱的安定性をさらに高め、液相温度をより低下させることができる。熱的安定性を高め、液相温度をさらに低下させる上から、前記割合（Ｌａ2Ｏ3／（Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｙ2Ｏ3））のより好ましい下限は０．６７、さらに好ましい下限は０．６８、一層好ましい下限は０．６９、より一層好ましい下限は０．７０であり、好ましい上限は０．９０、より好ましい上限は０．８５である。【０１２９】
Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3の配分についても最適化することにより熱的安定性をさらに向上させることができる。具体的には、Ｌａ2Ｏ3およびＧｄ2Ｏ3の合計含有量（Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3）に対するＬａ2Ｏ3の含有量の割合（Ｌａ2Ｏ3／（Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3））を０．６６より大きくすることにより熱的安定性をさらに高め、液相温度をより低下させることができる。熱的安定性を高め、液相温度をさらに低下させる上から、前記割合（Ｌａ2Ｏ3／（Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3））のより好ましい下限は０．６７、さらに好ましい下限は０．６８、一層好ましい下限は０．６９、より一層好ましい下限は０．７０であり、好ましい上限は０．９０、より好ましい上限は０．８５である。Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3の配分、あるいはＬａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3の配分を上記範囲にすることにより、熱的安定性を良好にし、液相温度を上昇を抑えることができる。特に、上記（II−１）式〜（II−４）式のいずれかを満たす高屈折率ガラスにおいて、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3の配分、あるいはＬａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3の配分を上記範囲にすることが好ましい。また、上記（III−１）式〜（III−１０）式のいずれかを満たす高屈折率ガラスにおいて、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3の配分、あるいはＬａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3の配分を上記範囲にすることが好ましい。【０１３０】
Ｙｂ2Ｏ3は、屈折率を高める働きをするが、過剰の導入によりガラスの熱的安定性が低下するともにガラス転移温度が上昇する。したがって、Ｙｂ2Ｏ3の含有量を０〜１０％とすることが好ましい。Ｙｂ2Ｏ3の含有量のより好ましい範囲は０〜８％、さらに好ましい範囲は０〜６％、一層好ましい範囲は０〜４％、より一層好ましい範囲は０〜２％、さらに一層好ましい範囲は０〜１％であり、なお一層好ましくは含有しない。【０１３１】
Ａｌ2Ｏ3は、熔融ガラスの粘性調整などのために導入することができるが、過剰の導入によりガラスの熱的安定性が低下するため、Ａｌ2Ｏ3の含有量を０〜１０％とすることが好ましい。Ａｌ2Ｏ3の含有量のより好ましい範囲は０〜８％、さらに好ましい範囲は０〜６％、一層好ましい範囲は０〜４％、より一層好ましい範囲は０〜２％、さらに一層好ましい範囲は０〜１％であり、含有させないことがなお一層好ましい。【０１３２】
この他の成分として、少量のＧｅＯ2、Ｇａ2Ｏ3、Ｌｕ2Ｏ3を導入することもできるが、これらの成分は高価である一方、無くても何ら問題のない成分であるため、それぞれ含有させないことが好ましい。なお、ＧｅＯ2については、それ自身が価数変化して前述の酸化還元反応を誘起する恐れがあることから、精密プレス成形における量産性向上の観点からも導入しないことが好ましい。【０１３３】
なお、上記成分の原料の一部をフッ化物に置き換えて、少量のＦをガラスに導入してもよい。ただし、Ｆはガラスの熔融、成形時に著しい揮発性を示し、脈理発生の要因や光学特性、特に屈折率の変動要因になることから、Ｆの含有量を０〜８モル％、好ましくは０〜６モル％、より好ましくは０〜４モル％、さらに好ましくは０〜２モル％、一層好ましくは０〜１％とする。特に好ましくはＦを含有させない。後述する熔融ガラス塊を冷却する過程で精密プレス成形用プリフォームに成形する場合、内部の均質性は勿論、表面脈理のない極めて高い光学的均質性が求められるため、Ｆの含有は避けるべきである。【０１３４】
なおＰｂ、Ｃｄ、Ａｓ、Ｔｈ、Ｃｒ、Ｔｅ、Ｓｅは毒性を有するので、環境影響に配慮し、ガラス導入物質として使用しないことが望ましい。Ｐｂは精密プレス成形時に還元されて、ガラス表面や成形型表面に付着し、精密プレス成形の成形精度を低下させるから、こうした観点からも含有しないことが好ましい。【０１３５】
Ｃｓも導入効果が期待できず、高価な成分であるので、含有させないことが好ましい。Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｄ、Ｅｒなどはガラスの着色要因になるため、含有させないことが好ましい。【０１３６】
なお、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＣｅＯ2、硝酸塩、アンモニウム、塩化物などを清澄剤として、外割り合計量で０〜１質量％の範囲で添加することができる。清澄効果を高める上からは、Ｓｂ2Ｏ3を外割りで０〜１質量％添加することが好ましいが、Ｓｂ2Ｏ3は強い酸化性を示すため、成形型成形面へのダメージを極力低減する上から、外割り添加量を０〜０．８質量％にすることが好ましく、０〜０．５質量％にすることがより好ましい。【０１３７】
ＳｎＯ2、ＣｅＯ2、硝酸塩、アンモニウム、塩化物は、Ｓｂ2Ｏ3と比べて酸化性が弱いので、清澄を促進しつつ、成形型成形面への負担を軽減する上から、ＳｎＯ2、ＣｅＯ2、硝酸塩、アンモニウムおよび塩化物の外割り合計添加量を０〜１質量％の範囲とすることが好ましく、０〜０．５質量％の範囲とすることがより好ましい。【０１３８】
精密プレス成形における量産性を高めるとともに、ガラスの熱的安定性を高め、所望の光学特性を実現する上から、上記清澄剤は別として、Ｂ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｌｉ2Ｏ、ＺｎＯ、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｙ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3およびＡｌ2Ｏ3の合計含有量を９４％以上にすることが好ましく、９５％以上にすることがより好ましく、９６％以上にすることがさらに好ましく、９７％以上にすることが一層好ましく、９８％以上にすることがより一層好ましく、９９％以上にすることがなお一層好ましく、１００％にすることが特に好ましい。【０１３９】
さらに、Ｂ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｌｉ2Ｏ、ＺｎＯ、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3、ＺｒＯ2およびＴａ2Ｏ5の合計含有量を９４％以上にすることが好ましく、９５％以上にすることがより好ましく、９６％以上にすることがさらに好ましく、９７％以上にすることが一層好ましく、９８％以上にすることがより一層好ましく、９９％以上にすることがなお一層好ましく、１００％にすることが特に好ましい。【０１４０】
光学ガラスIIの低温軟化性はＴｐによって定められるが、屈伏点に注目して、より好ましいガラスを示すこともできる。
精密プレス成形における量産性を高める上から、屈伏点Ｔｓを７００℃以下にすることが好ましく、６９０℃以下にすることがより好ましく、６８５℃以下にすることがさらに好ましく、６８０℃以下にすることが一層好ましく、６７０℃以下にすることがより一層好ましい。【０１４１】
なお、光学恒数よりも精密プレス成形性を重視した場合、屈伏点Ｔｓは６７０℃以下が好ましく、６６０℃以下がより好ましく、６５０℃以下がさらに好ましく、６４０℃以下が一層好ましく、６３０℃以下がより一層好ましく、６２０℃以下がさらに一層好ましく、６１０℃以下が特に好ましい。【０１４２】
しかし、屈伏点を過剰に低下させるとガラスの熱的安定性が低下したり、所望の光学特性を得ることが難しくなるので、屈伏点を５５０℃以上にすることが好ましい。
上記屈伏点Ｔｓの調整はＴｐの調整と同様に行うことができる。【０１４３】
前述のように、１回の精密プレス成形において、成形型がガラスを加圧した状態かつガラスの温度がガラス転移温度以上の状態が継続する時間をｔ、精密プレス成形を問題なく行うことができたプレス回数をｎとすると、光学ガラスIIからなるプリフォームを使用すると回数ｎは１００以上、好ましくは２００以上、より好ましくは３００以上、さらに好ましくは５００以上となる。【０１４４】
ｔ×ｎについては、ｔを８０秒とすると、従来のガラスを使用する場合、４０００秒程度あるいは４０００秒に満たないのに対し、光学ガラスIIからなるプリフォームを使用すると８０００秒以上、好ましくは１６０００秒以上、より好ましくは２４０００秒以上、４００００秒以上となる。【０１４５】
このように、光学ガラスIIを用いたプリフォームの場合、同一の成形型を繰り返し使用し、連続して良好な精密プレス成形ができる回数ｎが多く、延べ時間ｔ×ｎが長い。そのため、成形型のメンテナンスが軽減され、成形型交換のために精密プレス成形工程を停止する頻度も低減できる。よって本発明の第２の態様によれば、光学素子の生産性、生産コストを大幅低減することができ、光学素子の量産性を飛躍的に改善することができる。【０１４６】
［光学ガラスI、光学ガラスIIの共通点］
光学ガラスIおよび光学ガラスIIは、高屈折率ガラスでありながら、Ｔｐが低い上に優れた熱的安定性を有する。本発明の光学ガラスの好ましいものは液相温度が１２００℃以下であり、より好ましいものでは１１８０℃以下、さらに好ましいものでは１１６０℃以下、一層好ましいものでは１１４０℃以下、より一層好ましいものでは１１２０℃以下、さらに一層好ましいものでは１１００℃以下、特に好ましいものでは１０８０℃以下、最も好ましいものでは１０６０℃以下である。【０１４７】
なお、液相温度の下限について特に限定はないが、液相温度を過剰に低下させてもプリフォームの成形性はさほど改善せず、ガラス転移温度、屈伏点を低下させることが難しくなるため、液相温度を８００℃以上にすることが好ましい。このように高屈折率、低ガラス転移温度のガラスとしては液相温度が低いので、失透を防止しつつ熔融ガラスを成形する際の成形性を良好に維持することができる。【０１４８】
上記液相温度は、前述のガラス成分の内で主にＬｉ2ＯやＳｉＯ2の導入量や、Ｌａ2Ｏ3／(Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｙ2Ｏ3)の比率、Ｌａ2Ｏ3／(Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3)の比率を調整することで、上記範囲内の特性を得ることがさらに容易になる。但し、これらの成分以外の成分についても液相温度に影響を与えることがあるが、その場合は、上記範囲内で適宜調整すればよい。【０１４９】
また、熔融ガラスを成形する際の成形性をより良好にする上から、液相温度における粘度が１．５ｄＰａ・ｓ以上であることが好ましく、１．７ｄＰａ・ｓ以上であることがより好ましく、２．０ｄＰａ・ｓ以上であることがさらに好ましく、２．２ｄＰａ・ｓ以上であることが一層好ましく、２．５ｄＰａ・ｓ以上であることがより一層好ましい。一方、前記粘度が高すぎてもガラスの成形性が低下するため、液相温度における粘度が５０ｄＰａ・ｓ以下であることが好ましい。【０１５０】
上記液相温度におけるガラス粘度は、前述のガラス成分の内で主にＢ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｌｉ2Ｏ、ＺｎＯの導入量を調整することで、上記範囲内になるように調整できる。但し、これらの成分以外の成分についても液相温度におけるガラス粘度影響を与えるため、適宜調整する。【０１５１】
光学ガラスIおよび光学ガラスIIは、ホウ酸、酸化物、必要に応じて炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、水酸化物などの原料を用い、所要の特性が得られるように、各原料を秤量、調合して十分混合し、白金坩堝などの熔融容器中に投入し、加熱、熔融、清澄、均質化した後、成形して得ることができる。均質なガラスを得る上から熔融温度は、例えば、１１００〜１４００℃とすることが好ましい。【０１５２】
あるいは、ホウ酸、酸化物、必要に応じて炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、水酸化物などの原料を用いて、粗熔解（ラフメルト）して複数種のカレットを作製し、これらカレットを所要の特性が得られるように調合し、加熱、熔融、清澄、均質化した後、成形して得ることもできる。【０１５３】
なお、本発明において、光学ガラスI及び光学ガラスIIの屈折率-アッベ数の関係を示す図1及び2において、重複する部分及び重複しない部分がある。ガラスIについての範囲の内、ガラスIIについての範囲からはみ出している部分は、相対的に熱的に安定なガラスを製造しやすい範囲であり、ガラスIIについての範囲の内、ガラスIについての範囲からはみ出している部分は、相対的に光学設計上の利用価値が高いガラスの範囲である。両者は、熱的安定性を重視するか、光学設計上の利用価値を高めるかは、ある程度、トレードオフの関係になっている。両ガラスは組成及び特性について共通する部分を有しつつ、このような違いもある。【０１５４】
このような観点から、重視する特性に応じて、光学ガラスIと光学ガラスIIとが重複する範囲に属する光学ガラスが好ましい場合がある。光学ガラスIにおいて、光学ガラスIIの好ましい組成、諸特性を備えるもの、光学ガラスIIにおいて、光学ガラスIの好ましい組成、諸特性を備えるものも好ましい光学ガラスである。【０１５５】
［精密プレス成形用プリフォーム］
本発明の精密プレス成形用プリフォームは、２つの態様からなる。第１の態様（プリフォームIという。）は、上記光学ガラスIからなるものであり、第２の態様（プリフォームIIという。）は、上記光学ガラスIIからなるものである。【０１５６】
以下、プリフォームIおよびプリフォームIIをまとめて精密プレス成形用プリフォーム（以下、単にプリフォームをいうことがある。）と呼ぶ。プリフォームは、加熱して精密プレス成形に供されるガラス予備成形体を意味するが、ここで精密プレス成形とは、周知のようにモールドオプティクス成形とも呼ばれ、光学素子の光学機能面をプレス成形型の成形面を転写することにより形成する方法である。なお、光学機能面とは光学素子において、制御対象の光を屈折したり、反射したり、回折したり、入出射させる面を意味し、レンズにおけるレンズ面などがこの光学機能面に相当する。【０１５７】
精密プレス成形時にガラスとプレス成形型成形面との反応、融着を防止しつつ、成形面に沿ってガラスの延びが良好になるようにするため、プリフォームの表面に離型膜を被覆することが好ましい。離型膜の種類としては、貴金属（白金、白金合金）、酸化物（Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｙの酸化物など）、窒化物（Ｂ、Ｓｉ、Ａｌの酸化物など）、炭素含有膜があげられる。炭素含有膜としては、炭素を主成分とするもの（膜中の元素含有量を原子％で表したとき、炭素の含有量が他の元素の含有量よりも多いもの）が望ましい。具体的には、炭素膜や炭化水素膜などを例示することができる。炭素含有膜の成膜法としては、炭素原料を使用した真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の公知の方法や、炭化水素などの材料ガスを使用した熱分解などの公知の方法を用いればよい。その他の膜については、蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ゾルゲル法等を用いて成膜することが可能である。
本発明のプリフォームの作製方法は限定されないが、上記ガラスの優れた特質を活かして、次の方法により製造することが望ましい。【０１５８】
本発明の第1の精密プレス成形用プリフォームの製造方法（プリフォーム製法Iという。）は、ガラス原料を熔融し、得られた熔融ガラスを流出して熔融ガラス塊を分離し、該熔融ガラス塊を冷却過程で成形する精密プレス成形用プリフォームの製造方法において、上記光学ガラスからなるプリフォームを成形することを特徴とするものである。【０１５９】
本発明の第２の精密プレス成形用プリフォームの製造方法（プリフォーム製法IIという）は、ガラス原料を熔融し、得られた熔融ガラスを成形してガラス成形体を作製し、該成形体を加工して上記本発明の光学ガラスからなるプリフォームを作製するものである。【０１６０】
プリフォーム製法I、IIともガラス原料から均質な熔融ガラスを作製する工程は共通する。例えば、所要の特性が得られるように調合したガラス原料を白金製の熔融容器内に入れ、加熱、熔融、清澄、均質化して均質な熔融ガラスを用意し、温度調整された白金または白金合金製の流出ノズルあるいは流出パイプから流出する。なお、ガラス原料を粗熔解してカレットを作製し、得られたカレットを調合して加熱、熔融、清澄、均質化して均質な熔融ガラスを得、上記流出ノズルあるいは流出パイプから流出するようにしてもよい。【０１６１】
小型のプリフォームや球状のプリフォームを成形する場合は、熔融ガラスを流出ノズルから所望質量の熔融ガラス滴として滴下し、それをプリフォーム成形型によって受けてプリフォームに成形する。あるいは、同じく所望質量の熔融ガラス滴を流出ノズルより液体窒素などに滴下してプリフォームを成形する。中大型のプリフォームを作製する場合は、流出パイプより熔融ガラス流を流下させ、熔融ガラス流の先端部をプリフォーム成形型で受け、熔融ガラス流のノズルとプリフォーム成形型の間にくびれ部を形成した後、プリフォーム成形型を真下に急降下して、熔融ガラスの表面張力によってくびれ部にて熔融ガラス流を分離し、受け部材に所望質量の熔融ガラス塊を受けてプリフォームに成形する。【０１６２】
キズ、汚れ、シワ、表面の変質などがない滑らかな表面、例えば自由表面を有するプリフォームを製造するためには、プリフォーム成形型などの上で熔融ガラス塊に風圧を加えて浮上させながらプリフォームに成形したり、液体窒素などの常温、常圧下では気体の物質を冷却して液体にした媒体中に熔融ガラス滴を入れてプリフォームに成形する方法などが用いられる。【０１６３】
熔融ガラス塊を浮上させながらプリフォームに成形する場合、熔融ガラス塊にはガス（浮上ガスという）が吹きつけられ上向きの風圧が加えられることになる。この際、熔融ガラス塊の粘度が低すぎると浮上ガスがガラス中に入り込み、プリフォーム中に泡となって残ってしまう。しかし、熔融ガラス塊の粘度を３〜６０ｄＰａ・ｓにすることにより、浮上ガスがガラス中に入り込むことなく、ガラス塊を浮上させることができる。【０１６４】
プリフォームに浮上ガスが吹き付けられる際に用いられるガスとしては、空気、Ｎ2ガス、Ｏ2ガス、Ａｒガス、Ｈｅガス、水蒸気等が挙げられる。また、風圧は、プリフォームが成形型表面等の固体と接することなく浮上できれば特に制限はない。【０１６５】
プリフォームより製造される精密プレス成形品（例えば、光学素子）は、レンズのように回転対称軸を有するものが多いため、プリフォームの形状も回転対称軸を有する形状が望ましい。具体例としては、球あるいは回転対称軸を一つ備えるものを示すことができる。回転対称軸を一つ備える形状としては、前記回転対称軸を含む断面において角や窪みがない滑らかな輪郭線をもつもの、例えば上記断面において短軸が回転対称軸に一致する楕円を輪郭線とするものなどがあり、球を扁平にした形状（球の中心を通る軸を一つ定め、前記軸方向に寸法を縮めた形状）を挙げることもできる。【０１６６】
プリフォーム製法Iでは、ガラスを塑性変形可能な温度域で成形するので、ガラス塊をプレス成形することによりプリフォームを作製してもよい。その場合、プリフォームの形状を比較的自由に設定することができるので、目的とする光学素子の形状に近似させ、例えば、対向する面の一方を凸、他方を凹形状にしたり、両方を凹面にしたり、一方の面を平面、他方の面を凸面にしたり、一方の面を平面、他方の面を凹面にしたり、両面とも凸面に成形することもできる。【０１６７】
このようにして作製したプリフォームの表面には炭素含有膜を被覆して使用することが好ましい。【０１６８】
プリフォーム製法２では、例えば、熔融ガラスを鋳型に鋳込んで成形した後、成形体の歪をアニールによって除去し、切断または割断して、所定の寸法、形状に分割し、複数個のガラス片を作製し、ガラス片を研磨して表面を滑らかにするとともに、所定の質量のガラスからなるプリフォームとする。このようにして作製したプリフォームの表面にも炭素含有膜を被覆して使用することが好ましい。プリフォーム製法２は、研削、研磨を容易にすることができる球状のプリフォーム、平板状のプリフォームなどの製造に好適である。【０１６９】
いずれの製法においても、使用する光学ガラスの熱的安定性が優れているため、ガラスの失透、脈理などにより不良品が発生しにくく、高品質のプリフォームを安定して製造することができ、光学素子の製造プロセス全体の量産性を高めることができる。【０１７０】
次に、精密プレス成形による光学素子の量産性をさらに高める上から、より好ましいプリフォームについて説明する。
光学ガラスI、光学ガラスIIはともにガラス素材の面から、優れた精密プレス成形性を提供するが、精密プレス成形におけるガラスの変形量を減少させることにより、精密プレス成形時のガラスと成形型の温度の低下、プレス成形に要する時間の短縮化、プレス圧力の低下などが可能になる。その結果、ガラスと成形型成形面との反応性が低下し、精密プレス成形時に発生する上記不具合が低減され、量産性がより高まる。【０１７１】
レンズを精密プレス成形する場合に使用する好ましいプリフォームは、互いに反対方向を向く被プレス面（精密プレス成形時に対向する成形型成形面でプレスされる面）を有するプリフォームであり、さらに２つの被プレス面の中心を貫く回転対称軸を有するプリフォームがより好ましい。こうしたプリフォームのうち、メニスカスレンズの精密プレス成形に好適なものは、被プレス面の一方が凸面、他方が凹面、平面、前記凸面より曲率が小さいと凸面のいずれかであるプリフォームである。【０１７２】
また、両凹レンズの精密プレス成形に好適なプリフォームは、被プレス面の一方が凸面、凹面、平面のいずれか、他方が凸面、凹面、平面のいずれかであるプリフォームである。
両凸レンズの精密プレス成形に好適なプリフォームは、被プレス面の一方が凸面、他方が凸面または平面のプリフォームである。
いずれの場合も精密プレス成形品の形状に、より近似する形状のプリフォームが好ましい。【０１７３】
熔融ガラス塊をプリフォーム成形型を用いてプリフォームに成形する場合、前記成形型上のガラスの下面は成形型成形面の形状によって概ね定まる。一方、前記ガラスの上面は熔融ガラスの表面張力とガラスの自重によって定まる形状となる。精密プレス成形時におけるガラスの変形量を低減するには、プリフォーム成形型において成形中のガラスの上面の形状も制御する必要がある。熔融ガラスの表面張力とガラスの自重によって定まるガラス上面の形状は凸面状の自由表面となるが、上面を平面、凹面あるいは前記自由表面よりも曲率が小さい凸面にするには、前記ガラス上面に圧力を加える。具体的には、ガラス上面を所望形状の成形面を有する成形型でプレスしたり、ガラス上面に風圧を加えて所望形状に成形する。なお、成形型でガラス上面をプレスする際、成形型の成形面に複数のガス噴出口を設け、これらガス噴出口からガスを噴出して成形面とガラス上面の間にガスクッションを形成し、ガスクッションを介してガラス上面をプレスしてもよい。あるいは、上記自由表面よりも曲率の大きい面にガラス上面を成形したい場合は、ガラス上面を近傍に負圧を発生させて上面を盛り上げるように成形してもよい。【０１７４】
また、精密プレス成形品の形状に、より近似する形状のプリフォームを得るために、表面を研磨したプリフォームも好ましい。例えば、被プレス面の一方が平面または球面の一部になるように研磨され、他方が球面の一部または平面になるように研磨されたプリフォームが好ましい。球面の一部は凸面でも凹面でもよいが、凸面とするか凹面とするかは、上記のように精密プレス成形品の形状によって決めることが望ましい。【０１７５】
上記各プリフォームは、直径が１０ｍｍ以上のレンズの成形に好ましく、直径が２０ｍｍ以上のレンズの成形により好ましい。また中心肉厚が２ｍｍを超えるレンズの成形にも好ましい。【０１７６】
［光学素子］
次に本発明の光学素子について説明する。
本発明の第1の光学素子は、上記光学ガラスIまたは光学ガラスIIからなる光学素子である。
本発明の第２の光学素子は、上記プリフォームIまたはプリフォームIIを加熱、精密プレス成形してなる光学素子である。【０１７７】
光学素子の種類は限定されないが、典型的なものとしては、非球面レンズ、球面レンズ、あるいは平凹レンズ、平凸レンズ、両凹レンズ、両凸レンズ、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズなどのレンズ、マイクロレンズ、レンズアレイ、回折格子付きレンズ、プリズム、レンズ機能付きプリズムなどを例示することができる。表面には必要に応じて反射防止膜や波長選択性のある部分反射膜などを設けてもよい。【０１７８】
本発明の光学素子は、屈折率が高く、低分散特性を有するガラスからなるので、他のガラスからなる光学素子と組合せることにより、良好な色補正を行うことができる。また、本発明の光学素子は屈折率が高いガラスからなるので、撮像光学系、投射光学系などに使用することで光学系をコンパクト化することができる。【０１７９】
次に本発明の光学素子の製造方法について説明する。
本発明の光学素子の製造方法は、上記本発明のプリフォーム（プリフォームIまたはプリフォームII）、または上記本発明の方法（プリフォーム製法Iまたはプリフォーム製法II）により作製したプリフォームを、プレス成形型を用いて精密プレス成形する光学素子の製造方法である。【０１８０】
本発明の光学素子の製造方法の好ましい態様は、上記本発明のプリフォーム（プリフォームIまたはプリフォームII）、または上記本発明の方法（プリフォーム製法Iまたはプリフォーム製法II）により作製したプリフォームを、同一のプレス成形型を用いて精密プレス成形する工程を繰り返し、光学素子を量産する光学素子の製造方法である。【０１８１】
本発明で使用するプリフォームは、前述のように、高屈折率低分散ガラスでありながら、精密プレス成形時、プレス成形型の成形面と反応しにくいガラスからなるので、同一のプレス成形型を用いて精密プレス成形する工程を繰り返しても、ガラスと成形型の融着、ガラス表面における発泡などの不具合が生じにくい。したがって、高い生産性のもと、光学素子を製造、量産することができる。また、高価な成形型の寿命を延ばすこともでき、非常に経済的である。【０１８２】
プレス成形型ならびにプリフォームの加熱および精密プレス成形工程は、プレス成形型の成形面あるいは前記成形面に設けられた離型膜の酸化を防止するため、窒素ガス、あるいは窒素ガスと水素ガスの混合ガスなどのような非酸化性ガス雰囲気中で行うことが好ましい。非酸化性ガス雰囲気中ではプリフォーム表面を被覆する炭素含有膜も酸化されずに、精密プレス成形された成形品の表面に前記膜が残存することになる。この膜は、最終的には除去するべきものであるが、炭素含有膜を比較的容易にしかも完全に除去するには、精密プレス成形品を酸化性雰囲気、例えば大気中において加熱すればよい。炭素含有膜の酸化、除去は、精密プレス成形品が加熱により変形しないような温度で行うべきである。具体的には、ガラスの転移温度未満の温度範囲において行うことが好ましい。【０１８３】
精密プレス成形では、予め成形面を所望の形状に高精度に加工されたプレス成形型を用いるが、成形面には、プレス時のガラスの融着を防止するため、離型膜を形成してもよい。離型膜としては、炭素含有膜や窒化物膜、貴金属膜が挙げられ、炭素含有膜としては水素化カーボン膜、炭素膜などが好ましい。【０１８４】
本発明の光学素子の製造方法には、以下に示す２つの態様がある。
第1の態様（光学素子製法Iという）は、プリフォームIまたはプリフォームIIをプレス成形型に導入し、前記プリフォームとプレス成形型を一緒に加熱して精密プレス成形する光学素子の製造方法であり、第２の態様（光学素子製法IIという）は、加熱したプリフォームIまたはプリフォームIIを予熱したプレス成形型に導入し、精密プレス成形する光学素子の製造方法である。【０１８５】
光学素子製法Iでは、成形面が精密に形状加工された対向した一対の上型と下型との間にプリフォームを供給した後、ガラスの粘度が１０5〜１０9ｄＰａ・ｓ相当の温度まで成形型とプリフォームの両者を加熱してプリフォームを軟化し、これを加圧成形することによって、成形型の成形面をガラスに精密に転写する。光学素子製法Iは、面精度、偏心精度など成形精度の向上を重視した場合、推奨される方法である。【０１８６】
光学素子製法IIでは、成形面が精密に形状加工された対向した一対の上型と下型との間に、予めガラスの粘度で１０4〜１０8ｄＰａ・ｓに相当する温度に昇温したプリフォームを供給し、これを加圧成形することによって、成形型の成形面をガラスに精密に転写することができる。光学素子製法IIは、生産性向上を重視した場合に推奨される方法である。【０１８７】
加圧時の圧力及び時間は、ガラスの粘度などを考慮して適宜決定することができ、例えば、プレス圧力は約５〜１５ＭＰａ、プレス時間は１０〜３００秒とすることができる。プレス時間、プレス圧力などのプレス条件は成形品の形状、寸法に合わせて周知の範囲で適宜設定すればよい。【０１８８】
この後、成形型と精密プレス成形品を冷却し、好ましくは歪点以下の温度となったところで、離型し、精密プレス成形品を取出す。なお、光学特性を精密に所望の値に合わせるため、冷却時における成形品のアニール処理条件、例えばアニール速度等を適宜調整してもよい。【０１８９】
なお、本発明の光学素子は、プレス成形工程を経なくても作製することはできる。例えば、均質な熔融ガラスを鋳型に鋳込んでガラスブロックを成形し、アニールして歪を除去するとともに、ガラスの屈折率が所望の値になるようにアニール条件を調整して光学特性の調整を行ったのち、次にガラスブロックを切断または割断してガラス片を作り、さらに研削、研磨して光学素子に仕上げることにより得ることができる。【０１９０】
本発明の撮像装置は、上記本発明の光学素子を備えるものである。本発明の光学素子は、高屈折率低分散特性を備える上記光学ガラスからなるため、例えば、高分散特性を備えるレンズと本発明の光学素子であるレンズとを組合わせることにより、良好な色収差補正を可能とするコンパクトな撮像光学系を備えた撮像装置を提供することができる。撮像装置を構成する撮像素子としてはCCDあるいはCMOSなどのイメージセンサーを用いることができる。【０１９１】
実施例
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。【０１９２】
［実施例１］
表１に示すガラス組成になるように、各成分を導入するための原料としてそれぞれ相当するホウ酸、酸化物、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、水酸化物などを用い、原料を秤量し、十分に混合して調合原料とし、これを白金坩堝に入れ、ガラス組成の違いに応じて1200℃〜1350℃の範囲の温度で加熱、熔融した。なお、上記温度範囲で、原料の熔解性を一層改善するには  ガラスの熔解温度を1250℃以上とすることが好ましく、  ガラスの着色を抑制するには1300℃以下とすることが好ましかった。熔融後、熔融ガラスを鋳型に流し込み、ガラス転移温度付近まで放冷してから直ちにアニール炉に入れ、ガラスの転移温度範囲で約１時間アニール処理した後、炉内で室温まで放冷することにより、表１に示す各光学ガラスを得た。得られた光学ガラス中には、顕微鏡で観察できる結晶は析出しなかった。このようにして得られた光学ガラスの諸特性を表１に示す。表１のNo.１〜No.35は光学ガラスIに相当し、表１のNo.5〜No.8、No.10、No.11、No.18〜No.20、No.22、No.23、No.26〜No.28は光学ガラスIIに相当する。【０１９３】
【表１】
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（注１）Ti+Nb+W+Biは、カチオン％表示によるTi、Nb、WおよびBiの合計量
（注２）Tｐは、ガラスが１０7.2ｄPａ・ｓの粘度を示す温度【０１９４】
なお、光学ガラスの諸特性は、以下に示す方法により測定した。
（１）屈折率ｎｄおよびアッベ数νｄ
降温速度−３０℃／時間で降温して得られたガラスについて、日本光学硝子工業会規格の屈折率測定法により、屈折率ｎｄ、ｎF、ｎcを測定し、これらの結果からアッベ数νｄを算出した。
（２）液相温度ＬＴおよび液相温度における粘度
ガラスを所定温度に加熱された炉内に入れて２時間保持し、冷却後、ガラス内部を１００倍の光学顕微鏡で観察し、結晶の有無から液相温度を決定した。
"ＪＩＳ Ｚ ８８０３−１９９１ 「液体の粘度−測定方法」８．単一円筒形回転粘度計による粘度測定"に基づき、回転円筒法によってガラスの液相温度における粘度を測定した。
（３）ガラス転移温度Ｔｇおよび屈伏点Ｔｓ
ブルカーＡＸＳ社製 熱機械分析（ＴＭＡ）により、昇温速度４℃／分として測定した。
（４）Ｔｐ
平行板粘度計を用いて１０5〜１０9ｄＰａ・ｓの粘度範囲で測定を行い、１０7.2ｄＰａ・ｓの粘度を示す温度をＴｐとした。【０１９５】
［実施例２］
実施例１で作製した各光学ガラスが得られるように調合したガラス原料を熔融、清澄、均質化して熔融ガラスを作り、白金製のノズルから熔融ガラス滴を滴下してプリフォーム成形型で受け、風圧を加えて浮上させながら上記各種ガラスからなる球状のプリフォームに成形した。【０１９６】
また、上記熔融ガラスを白金製パイプから連続的に流出し、その下端部をプリフォーム成形型で受け、熔融ガラス流にくびれ部を作った後、プリフォーム成形型を真下に急降下して熔融ガラス流をくびれ部で切断し、プリフォーム成形型上に分離した熔融ガラス塊を受け、風圧を加えて浮上させながら上記各種ガラスからなるプリフォームに成形した。【０１９７】
さらに、上記熔融ガラスを白金製パイプから連続的に流出し、その下端部をプリフォーム成形型で受け、熔融ガラス流にくびれ部を作った後、プリフォーム成形型を真下に急降下して熔融ガラス流をくびれ部で切断し、プリフォーム成形型上に分離した熔融ガラス塊を受け、プリフォーム成形型上でプレス成形した後、風圧を加えて浮上させながら上記各種ガラスからなるプリフォームに成形した。【０１９８】
上記いずれの方法で得られたプリフォームにも失透、脈理などの欠陥は認められず、光学的に均質なものであった。【０１９９】
［実施例３］
実施例２で用意した熔融ガラスを連続的に流出して鋳型に鋳込み、ガラスブロックに成形した後、アニールし、切断して複数個のガラス片を得た。これらガラス片を研削、研磨して上記各種ガラスからなるプリフォームを作製した。
この方法で得られたプリフォームにも失透、脈理などの欠陥は認められず、光学的に均質なものであった。【０２００】
［実施例４］
実施例２、３で作製したプリフォームの表面に炭素含有膜をコートし、成形面に炭素系離型膜を設けたＳｉＣ製の上下型および胴型を含むプレス成形型内に導入し、窒素雰囲気中で成形型とプリフォームを一緒に加熱してプリフォームを軟化し、精密プレス成形して上記各種ガラスからなる非球面凸メニスカスレンズ、非球面凹メニスカスレンズ、非球面両凸レンズ、非球面両凹レンズの各種レンズを作製した。（光学素子製法１に相当する。）【０２０１】
同様にして、炭素含有膜がコートされたプリフォームを加熱し、プリフォームとは別に予熱され、成形面に炭素系離型膜が設けられたＳｉＣ製の上下型および胴型を含むプレス成形型内に前記プリフォームを導入して精密プレス成形し、上記各種ガラスからなる非球面凸メニスカスレンズ、非球面凹メニスカスレンズ、非球面両凸レンズ、非球面両凹レンズの各種レンズを作製した。（光学素子製法２に相当する。）【０２０２】
上記各例において、成形条件は、前述の光学素子製法１、２の成形条件をそれぞれ適用した。
いずれの光学素子も成形型から取り出した後、ガラス表面に残存する炭素含有膜を酸化して除去した。【０２０３】
１回目のテストとして、表１に記載のNo.1〜No.11の各光学ガラスを用いた場合の、同一の成形型を用いて良好な精密プレス成形ができたプレス成形回数ｎ、ならびに１回の精密プレス成形において、成形型がガラスを加圧した状態、すなわち、成形面がガラスに密着した状態であって、ガラスの温度がガラス転移温度以上の時間ｔに上記プレス成形回数を乗じたプレス成形の延べ時間に相当する時間ｔ×ｎを表２に示す。【０２０４】
【表２】
0005619422.tif 000020
【０２０５】
次に、2回目のテストとして、表１に記載のNo.5〜No.35の各光学ガラスを用いた場合の、同一の成形型を用いて良好な精密プレス成形ができたプレス成形回数ｎ、ならびに１回の精密プレス成形において、成形型がガラスを加圧した状態、すなわち、成形面がガラスに密着した状態であって、ガラスの温度がガラス転移温度以上の時間ｔに上記プレス成形回数を乗じたプレス成形の延べ時間に相当する時間ｔ×ｎを表１に示す。【０２０６】
さらに、１回目、２回目のテストとは別に、表１に記載のNo.1〜No.35の各光学ガラスを用いて精密プレス成形したときのｔ×ｎの値を求める実験を１０回繰り返し行い、ｔ×ｎの相加平均値（１０回）を求めた。得られたｔ×ｎの各相加平均値（１０回）を表１に示す。これら相加平均値は、上記２回目のテスト結果と一致している。
いずれの光学ガラスを用いても、優れた量産性を示す。【０２０７】
なお、光学ガラスIの範囲ならびに光学ガラスIIの範囲の両方の範囲から外れたガラスを精密プレス成形すると、ｎ×ｔは4000秒に達せず、精密プレス成形できたとしても量産性が乏しいという結果になった。【０２０８】
［実施例５］
実施例２で用意した熔融ガラスを流出し、鋳型に鋳込んでガラスブロックを作製し、これらのブロックを切断、研削、研磨して各種球面レンズ、プリズムを作製した。【０２０９】
［実施例６］
実施例４で作製した非球面凸メニスカスレンズ、非球面凹メニスカスレンズ、非球面両凸レンズ、非球面両凹レンズ、実施例５で作製した球面レンズの各々のレンズを用いて、各レンズを内蔵する一眼レフカメラ用の交換レンズ各種を作製した。【０２１０】
実施例４で作製した非球面凸メニスカスレンズ、非球面凹メニスカスレンズ、非球面両凸レンズ、非球面両凹レンズ、実施例５で作製した球面レンズの各々のレンズを用いて、コンパクトデジタルカメラの光学系各種を作製し、モジュール化した。さらにこれら光学系にＣＣＤあるいはＣＭＯＳなどのイメージセンサーを取り付けモジュール化した。【０２１１】
このように実施例３、４で得られた各種レンズを用いることにより、高機能、コンパクトな光学系、交換レンズ、レンズモジュール、撮像装置を得ることができる。【０２１２】
［実施例７］
次に、表１に記載のNo.1〜No.35の各光学ガラスを用いて、互いに反対方向を向く２つの被プレス面を有するプリフォームであって、前記２つの被プレス面の中心を貫く回転対称軸を有するプリフォームを作製した。【０２１３】
清澄、均質化した熔融ガラスを流出し、所要量の熔融ガラス塊を分離し、プリフォーム成形型の凹部上でガラス塊の上面をプレスして、あるいは、成形したガラスを研削、研磨して、以下の各種プリフォームを成形した。
被プレス面の一方が凸面であり、他方が凹面のプリフォーム。
被プレス面の一方が凸面であり、他方が平面のプリフォーム。
被プレス面の一方が凸面であり、他方が前記一方の凸面よりも曲率が小さいプリフォーム。【０２１４】
これらのプリフォームを用いて、精密プレス成形により、非球面凸メニスカスレンズ、非球面凹メニスカスレンズを作製したところ、優れた量産性を得ることができる。また、非球面両凹レンズについても優れた量産性を得ることができる。直径が２０ｍｍ以上の大口径レンズや、光軸方向の最大肉厚が３ｍｍを越えるレンズ（好ましくは前記最大肉厚が３ｍｍを超えるレンズ、より好ましくは前記最大肉厚が５ｍｍを超えるレンズ）、あるいは、光軸方向の最大肉厚と最小肉厚の比である肉厚比が１．５を超えるレンズ（好ましくは前記肉厚比が２．０を超えるレンズも高い生産性のもとに作製することができる。
２つの被プレス面がともに平面のプリフォーム。
２つの被プレス面がともに凹面のプリフォーム。
被プレス面の一方が平面、他方が凹面のプリフォーム。【０２１５】
これらのプリフォームを用いて、精密プレス成形により、非球面両凹レンズについて優れた量産性を得ることができる。
２つの被プレス面がともに凸面のプリフォーム。
被プレス面の一方が凸面、他方が凹面のプリフォーム。【０２１６】
これらのプリフォームを用いて、精密プレス成形により、非球面両凸レンズについて優れた量産性を得ることができる。直径が２０ｍｍ以上の大口径レンズや中心肉厚が２ｍｍを越えるレンズも高い生産性のもとに作製することができる。
いずれの場合も目的とするレンズの形状に、より近似する形状のプリフォームを作製することにより量産性を高めることができる。【０２１７】
上記各々のレンズを用いて、各レンズを内蔵する一眼レフカメラ用の交換レンズ各種を作製した。
また、上記各レンズを用いて、コンパクトデジタルカメラの光学系各種を作製し、モジュール化した。さらにこれら光学系にＣＣＤあるいはＣＭＯＳなどのイメージセンサーを取り付けモジュール化した。
このようにして高機能、コンパクトな光学系、交換レンズ、レンズモジュール、撮像装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０２１８】
【図１】光学ガラスIの屈折率ｎｄ、アッベ数νｄの分布を示す。
【図２】光学ガラスIIの屈折率ｎｄ、アッベ数νｄの分布を示す。
【図１】
0005619422.tif 000021
【図２】
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